Nicola Angeli
Dottorato di Ricerca in Ecologia, Università di Parma
Museo Tridentino di Scienze Naturali di Trento Sezione di
Limnologia e Algologia, via Calepina 14, 38100 Trento
e.mail: [email protected]
Ricostruzioni paleoecologiche e paleoclimatiche
tramite l’analisi di diatomee subfossili in sedimenti di
laghi del Trentino
Scopo di questa ricerca è quello di fornire, per il Trentino,
un primo contributo significativo agli studi
paleolimnologici e paleoclimatici basati sull’analisi delle
tafocenosi di diatomee di sedimenti lacustri. Si tratterebbe
infatti di un primo lavoro a carattere esplorativo e
pionieristico, in quanto le ricerche pregresse sono assai
poco numerose: Guilizzoni et al. (1992, Studi Trent. Sci.
Nat., 67, Acta Biol.: 53-98) e Lami et al. (1991, Mem. Ist.
ital. Idrobiol., 49:117-126) sul lago di Tovel e Baroni et al.
(2001, Geografia fisica e dinamica Quaternaria, 24/1:1324) sul lago di Terlago.
La ricerca viene condotta presso il Museo Tridentino di
Scienze Naturali grazie a due progetti scientifici
multidisciplinari (SALTO e OLAMBIENT) finanziati dal
Fondo per i Progetti di Ricerca dalla Provincia Autonoma
di Trento e intende fornire contributi per la ricostruzione
di fattori ecologici e variazioni ambientali e climatiche.
La ricerca è iniziata con un lavoro a carattere
paleolimnologico e paleoecologico sul Lago di Tovel
(progetto SALTO) e si propone di ricostruire l’evoluzione
temporale di fattori limnologici fondamentali, quali il
fosforo totale o il carbonio organico disciolto, nel
condizionare il fenomeno dell’arrossamento del lago di
Tovel. Fino ad ora ci si è concentrati sull’esame qualitativo
di carote di sedimenti prelevate nell’ottobre 2001: l’esame
di numerosi campioni di sedimento presi ad intervalli di
10 cm l’uno dall’altro e preparati con diverse metodologie
al fine di permettere l’osservazione delle diatomee, ha
mostrato una scarsa presenza di questi organismi dovuta
a probabili fenomeni di dissoluzione.
Attualmente la ricerca, in attesa di ulteriori carotaggi, sta
proseguendo con uno studio delle diatomee dei
sedimenti superficiali lungo un gradiente di profondità
finalizzato alla ricostruzione di possibili variazioni di livello
del lago di Tovel nel passato.
Il progetto SALTO (Studio sul mancato arrossamento del
lago di Tovel) ha come obiettivo l’acquisizione di tutte le
ulteriori conoscenze in grado di fornire un’interpretazione
oggettiva dei fattori responsabili del mancato
arrossamento delle acque del lago di Tovel. Questo lago
rappresenta una delle maggiori attrazioni del Parco
Naturale Adamello Brenta; la fama a livello internazionale
era associata al fenomeno dell’arrossamento delle sue
acque che si verificava come conseguenza della fioritura
di un’alga unicellulare, il Glenodinium sanguineum March.
L’arrossamento delle acque si è manifestato con forte
intensità l’ultima volta nel 1964.
Un’ulteriore importante possibilità di ricerca viene offerta
dal Progetto OLOAMBIENT, che comprende uno studio a
carattere paleolimnologico e paleoclimatologico di alcuni
laghi di diverse tipologie (di fondovalle, di montagna e
alpini) tra i quali i laghi di Levico, Caldonazzo, Lavarone e
Nero di Cornisello. I sondaggi sismici e i primi carotaggi
cominceranno con il lago di Levico e verranno effettuati il
mese prossimo.
Il progetto OLOAMBIENT (Risposte dell’ambiente e degli
ecosistemi alla variabilità climatica dell’Olocene in
Trentino basata su serie di dati-proxy da sedimenti
lacustri, latte di monte e tufo calcareo), ha come obiettivo
principale la ricostruzione delle risposte di ambiente ed
ecosistemi alpini ai cambiamenti climatici (sia improvvisi,
che di lunga durata) avvenuti nell’Olocene nel territorio
della Provincia di Trento.
È inoltre in corso un lavoro a carattere territoriale ed
esplorativo mirante a confrontare le tafocenosi di
diatomee attuali e “pre-industriali” di una decina di laghi
dell’Adamello e cinque laghi del bacino dell’Avisio,
mediante il cosiddetto approccio tops & bottoms. Questa
metodologia consente di ottenere una prima indicazione
(per quanto grossolana) sull’entità delle eventuali
variazioni ambientali in un numero relativamente elevato
di ambienti.
Silvia Arisci
Dottorato di Ricerca in Ecologia, Università di Parma
C.N.R. - Istituto per lo Studio degli Ecosistemi, Largo Tonolli 50,
28922 Verbania Pallanza
e.mail: [email protected]
Interazione fra deposizioni atmosferiche e vegetazione
nel determinare la chimica delle acque superficiali con
particolare riferimento all’azoto
Lo studio della chimica delle deposizioni atmosferiche
in Italia costituisce una parte di un più ampio programma
di ricerca, il Programma Nazionale Integrato per il
CONtrollo degli ECOsistemi FORestali (CONECOFOR),
gestito e coordinato dal Ministero per le Politiche Agricole
e Forestali.
Tale programma prevede il monitoraggio a lungo termine
in una rete di aree forestali permanenti, in cui si studiano
i cambiamenti a livello strutturale e funzionale degli
ecosistemi in relazione a possibili fonti di inquinamento
atmosferico o di altri fattori di perturbazione su larga scala.
Parte integrante di questo progetto è lo studio della
chimica delle deposizioni atmosferiche che mira a
valutare l’apporto di ioni dall’atmosfera alla vegetazione,
al suolo ed alle acque superficiali.
Con queste premesse, il presente lavoro di tesi di
dottorato si propone di: (i) studiare gli apporti atmosferici
di azoto, uniti alle altre componenti ioniche presenti nelle
deposizioni, in diverse situazioni geografiche italiane; (ii)
esaminare le interazioni e le trasformazioni che i composti
dell’azoto hanno a contatto con la chioma di diverse
tipologie di vegetazione e (iii) valutare come queste
interazioni contribuiscono a determinare la composizione
chimica delle acque superficiali. La chimica delle
deposizioni atmosferiche è considerata in 16 aree
permanenti, 7 delle quali collocate nelle Alpi dal Piemonte
al Friuli, 6 nell’Appennino dalla Liguria alla Calabria e le
rimanenti nella Pianura Padana, in Toscana e in Sicilia.
I risultati del primo anno di dati (2002), in accordo con i
dati pregressi (1998-2001), mostrano che a fronte di valori
di pH indicanti livelli di acidità moderata, le elevate
concentrazioni di ammonio presenti nelle deposizioni
determinano un’acidità potenziale elevata. Un importante
aspetto della chimica delle deposizioni è costituito dalle
elevate concentrazioni di azoto, spesso superiori ai valori
critici calcolati per le diverse aree. L’azoto svolge un ruolo
fondamentale nell’influenzare l’equilibrio acido-base di
un corso d’acqua, di conseguenza tutte le alterazioni che
in un bacino idrografico influenzano il ciclo naturale
dell’azoto, si riflettono sul chimismo delle acque
1
superficiali. La quantità di azoto presente in un corso
d’acqua sarà pertanto determinata dal livello di
saturazione di azoto presentato dal suolo. Tale relazione
ha permesso di valutare le modificazioni che insorgono
in un bacino imbrifero, descrivendone l’evoluzione in
quattro “stadi” successivi (Traaen & Stoddard, 1994) nei
quali i processi di trasformazione dell’azoto assumono
un’importanza relativa differente. I risultati evidenziano
che i torrenti presi in considerazione nelle aree di
Piemonte, Friuli, Bolzano ed Emilia presentano un
sensibile livello di alterazione per quanto riguarda le
concentrazioni di azoto e si collocano negli stadi 2 e 3
caratterizzati da un alto grado di alterazione, dove le
concentrazioni di nitrati non sono più controllate dai
processi biologici che avvengono nel suolo, ma dagli
apporti atmosferici.
Bibliografia
Traaen, T.S. & J.L. Stoddard. 1995. Convention on long-range
transboundary air pollution. An assessment of Nitrogen
Leaching from Watersheds included in ICP on Waters.
NIVA Report, Oslo, 39 pp.
Francesca Bacchiocchi
Dottorato di Ricerca in Ecologia, Università di Parma
Centro Interdipartimentale di Ricerca per le Scienze Ambientali di
Ravenna, Università di Bologna, via Tombesi dall’Ova 55, Ravenna
e.mail: [email protected]
Valutazione degli effetti delle strutture artificiali costiere
su struttura, distribuzione e dinamica di popolamenti di
fondi duri
La costruzione di scogliere artificiali per far fronte al
problema dell’erosione costiera è un fenomeno comune
lungo le coste italiane. In molte aree dell’Alto Adriatico, in
particolare, queste strutture formano dei cordoni rocciosi
quasi ininterrotti lungo estesi tratti di costa. Questo
intervento antropico, in un ambiente marino
prevalentemente caratterizzato dalla presenza di fondi
mobili, comporta una rilevante alterazione dell’assetto
naturale della fascia costiera poiché incrementa
l’estensione degli habitat a fondi duri. Questi ampliano
la possibilità d’insediamento di popolamenti vegetali ed
animali e facilitano la colonizzazione e la penetrazione di
nuove specie prima assenti dall’area, con conseguenze
sull’organizzazione strutturale delle comunità bentoniche
di queste aree costiere.
Cercare di valutare le modalità e l’entità di queste
alterazioni rappresenta l’obbiettivo principale della
presente tesi di dottorato il cui scopo è lo studio della
struttura, distribuzione e dinamica dei popolamenti
epibentonici di fondi duri associati alle opere di difesa
costiera dell’Alto Adriatico, in particolare della Regione
Emilia-Romagna, e degli effetti che questi popolamenti
determinano a carico dell’ambiente costiero di questa
area. In questo contesto sono state analizzate le principali
caratteristiche strutturali delle opere costiere che
potenzialmente possono influenzare i popolamenti ad
esse associate. Tra queste la tipologia di struttura, il
materiale di costruzione, l’età delle strutture e i lavori di
manutenzione (aggiunta di nuovi massi) sono stati
oggetto di studi specifici.
L’abbondanza delle specie epibentoniche più cospicue
è stata analizzata sulle strutture artificiali presenti lungo
2
un tratto di costa di circa 60 km tra le località di Lido degli
Scacchi e Cesenatico durante una serie di campagne
iniziate nel maggio 2001. L’abbondanza delle principali
specie animali e vegetali su ogni struttura è stata stimata
in alcuni studi mediante metodo visivo semi-quantitativo,
in altri tramite la stima del ricoprimento percentuale con
utilizzo di quadrati di dimensione 20 x 20 cm. I dati sono
stati analizzati mediante tecniche di analisi univariate e
multivariate.
Lungo il tratto di costa analizzato, le strutture erano
rappresentate principalmente da barriere frangiflutti e
pennelli e in misura minore da: muri costieri, pennelli
costruiti con sacchi di sabbia, pontili, strutture portuali,
piloni e strutture presso foci fluviali. La maggior parte
delle strutture era costruita con rocce calcaree naturali, e
solo poche erano costruite in cemento, metallo o sacchi
di PVC contenenti sabbia. L’età delle strutture era
compresa fra i 5 ed i 30 anni. Le specie più abbondanti
includevano Mytilus galloprovincialis, Enteromorpha
intestinalis e ostriche (Ostrea edulis e Crassostrea gigas).
Marcate differenze nei popolamenti sono state osservate
in relazione alla tipologia della struttura e al materiale di
costruzione. L’età delle strutture non sembra influenzare
la composizione e la distribuzione dei popolamenti,
probabilmente a causa dei frequenti lavori di
manutenzione. Questi lavori mantengono i popolamenti
sempre ai primi stadi di colonizzazione, impedendo il
raggiungimento di stadi più maturi.
Francesco Bagordo
Dottorato di Ricerca in Ecologia Fondamentale, Università di Lecce
Laboratorio di Igiene, Dipartimento di Scienze e Tecnologie
Biologiche ed Ambientali, Università di Lecce, via Monteroni, 73100
Lecce
e.mail: [email protected]
Gli epibatteri planctonici e la frazione luminescente nel
controllo di qualità delle acque marine costiere
L’aumento della pressione antropica sugli ambienti
marini costieri richiede nuovi metodi per rilevare e
quantificare le modificazioni indotte dalle attività umane
basati non solo su un approccio antropocentrico ma
finalizzati alla valutazione delle modificazioni qualiquantitative di componenti dell’ecosistema marino
(bioindicatori).
Dal punto di vista microbiologico, in particolare, la
comunità batterica del plancton ha ricevuto sempre più
attenzione, rivelando così il suo ruolo cardine all’interno
delle reti trofiche dell’ambiente marino pelagico. I batteri
sostengono, infatti, una complessa rete trofica capace di
assorbire le immissioni di sostanza organica e di
nutrienti.
Secondo lo schema di Sieburth (1979) i batteri marini
sono distinguibili nel gruppo dei cianobatteri autotrofi e
nel gruppo dei batteri eterotrofi che, a loro volta, possono
essere suddivisi in planctonbatteri (piccoli batteri
planctonici che utilizzano la DOM) ed epibatteri (batteri di
grandi dimensioni che preferiscono i substrati solidi).
All’interno del gruppo degli epibatteri sono presenti alcune
specie, appartenenti ai generi di Vibrio, Photobacterium
e Alteromonas, con proprietà luminescenti estremamente
sensibili agli stress ambientali (Girotti et al ., 2002;
Ramaiah & Chandramohan, 1993).
La stima della densità degli epibatteri eterotrofi planctonici
e della componente luminescente mediante tecniche
Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
colturali potrebbe rappresentare un parametro utile e
sensibile per valutare l’alterazione della componente
microbica eterotrofa del plancton la quale costituisce un
anello fondamentale del flusso di materia ed energia
nell’ambiente pelagico (Bacci et al., 1994; Sbrilli et al.,
1997).
Lo scopo della ricerca è lo studio della dinamica degli
epibatteri planctonici e della frazione luminescente nelle
acque di mare in relazione a stress ambientali causati
da immissioni antropiche al fine di apportare un contributo
alla valutazione delle possibilità applicative di tali
componenti nel controllo di qualità delle acque marine
costiere.
Il programma di monitoraggio prevedeva il prelievo di
campioni d’acqua in stazioni posizionate lungo la costa
salentina e al largo. Per quanto riguarda il
campionamento sottocosta sono stati fissati 16 siti dei
quali 3 localizzati in prossimità di scarichi provenienti da
attività umane, 1 nei pressi della foce di un bacino d’acqua
salmastra (Alimini Grande) e 12 scelti come controlli. Le
stazioni al largo erano posizionate in 2 transetti e a diversa
distanza dalla costa (500, 1000 e 3000 m).
Dal mese di novembre 2001 sono stati raccolti 226
campioni ciascuno dei quali è stato sottoposto ad indagini
microbiologiche per la determinazione del numero di
epibatteri totali (ABC, apparent bacteria concentration) e
luminescenti, coliformi totali (CT), fecali (CF) e
streptococchi fecali (SF). La densità degli epibatteri (totali
e luminescenti) è stata determinata per filtrazione
impiegando il terreno Seawater Complete (Nealson,
1978); le piastre sono state incubate a 20 °C ed esaminate
dopo 48 ore.
I risultati fin qui ottenuti evidenziano densità epibatteriche
alterate nelle zone marine contaminate rispetto ai siti di
controllo. In particolare, in prossimità dei punti di
immissione sono state evidenziate cariche elevate di
epibatteri totali e, contemporaneamente, valori minimi
della frazione luminescente (<5%). In questi punti gli
indicatori di fecalizzazione sono apparsi in media più
concentrati.
Nelle stazioni di controllo poste lungo la costa la densità
degli epibatteri plantonici ha fatto registrare un andamento
stagionale evidenziando nei mesi più caldi un incremento
sia della popolazione totale che della componente
luminosa. In assenza di indici di fecalizzazione la frazione
luminescente è risultata >10% rispetto ai totali.
I risultati del presente lavoro mettono in evidenza variazioni
nel numero e composizione degli epibatteri legati
all’apporto di sostanza organica e, presumibilmente, di
sostanze tossiche nell’ambiente marino costiero.
La determinazione della densità epibatterica totale e della
frazione luminescente potrebbe rappresentare, perciò,
uno dei parametri consigliabili durante le attività di
monitoraggio marino costiero anche se la dinamica di
tali componenti merita ulteriori approfondimenti.
Bibliografia
Bacci E., M. Bucci, G. Sbrilli, L. Brilli, F. Gambassi, C. Gaggi. 1994.
Marine bacteria as indicators of water quality.
Chemosphere 6:1165-1170.
Girotti S, L. Bolelli, A. Roda, G. Gentilomi, M. Musiani. 2002. Improved
detection of toxic chemicals using bioluminescent
bacteria. Analytica Chimica Acta 471:113-120.
Nealson K.H. 1978. Isolation, identification and manipulation of
luminous bacteria. In: S.P. Colowick, N.O. Kaplan (eds),
Methods in Enzymology. Vol 57. Academic Press, New
York :153-165.
Ramaiah N., D. Chandramohan. 1993. Ecological and laboratory
studies on the role of luminous bacteria and their
luminescence in coastal pollution surveillance. Marine
Pollution Bulletin 4:190-201.
Sbrilli G., M. Cruscanti, M. Bucci, C. Gaggi, E. Bacci. 1997. Marine
heterotrophic bacteria as indicators in the quality
assesment of coastal waters: introducing the “apparent
bacterial concentration” approach. Environmental
Toxicology and Chemistry 2:135-139.
Sieburth J.M. 1979. Sea Microbes. Oxford University Press, New
York.
Leonardo Beccarisi
Dottorato di Ricerca in Ecologia Fondamentale, Università di Lecce
Laboratorio di Botanica, Dipartimento di Scienze e Tecnologie
Biologiche ed Ambientali, Università di Lecce, via Monteroni, 73100
Lecce
e.mail: [email protected]
Studio geobotanico sulle Pteridofite della Puglia
Meridionale
Le pteridofite sono organismi vegetali aplodiplonti, con
alternanza di generazione eterofasica ed eteromorfica.
Si tratta, prevalentemente, di specie nemorali e casmofite,
frequentanti ambienti boschivi e rupestri, con esigenze
idriche solitamente elevate sia per gli scopi della
riproduzione sessuata (i gameti maschili sono flagellati),
sia per la scarsa resistenza al disseccamento da parte
del gametofito. La dispersione è anemocora e può
avvenire anche su lunghe distanze 1, 2, 3.
Il contingente floristico pteridofitico pugliese, ed in
particolare quello salentino, è stato recentemente
studiato, sia dal punto di vista propriamente floristico che
fitostorico 4, 5. Il numero attualmente accertato di specie
presenti in Puglia è pari a 30.
Lo scopo della mia ricerca di dottorato è quello di
descrivere su scala regionale, sensu FORMAN (1997) 6, la
distribuzione delle specie di pteridofite presenti. L’area
d’indagine comprende la Penisola salentina e le Murge
sud-orientali, corrispondenti alle aree di distribuzione dei
querceti sempreverdi e semi-decidui 7.
Una ricerca preliminare è stata effettuata sulla base dei
dati raccolti dal 1999 ad oggi da parte del Laboratorio di
Botanica Sistematica ed Ecologia Vegetale dell’Università
di Lecce, su un’area geografica di circa 2500 km2 e
corrispondente all’estrema parte meridionale della Puglia.
Essa mette in evidenza una distribuzione non omogenea
di alcune specie di pteridofite, quali Pteridium aquilinum
(L.) Kuhn ed Adiantum capillus-veneris L. In particolare,
si evince una distribuzione asimmetrica nella direzione
est – ovest, con una maggiore frequenza di tali specie
sul versante orientale rispetto a quello occidentale. Inoltre,
Adiantum capillus-veneris dimostra, contemporaneamente alla progressiva rarefazione nell’ambiente
epigeo da est ad ovest, un confinamento all’interno di
ambienti ipogei (ingressi delle grotte carsiche e delle
cavità artificiali). Presumibilmente in tali habitat la specie
ritrova le condizioni microclimatiche necessarie, non
rinvenibili nel piano campagna. Tale fenomeno potrebbe
essere interpretato come una variazione geografica della
nicchia ecologica. Si osserva, inoltre, che i valori delle
precipitazioni nell’area in oggetto hanno il loro mas-simo
sulla costa orientale (840-860 mm di pioggia media
annua), raggiungendo i valori minimi (560 mm) sulla
costa occidentale 8.
La mia ipotesi di lavoro è di una correlazione tra la
3
distribuzione delle pteridofite ed alcune variabili
ambientali indirette 9, in particolare la pluviometria e la
pedomorfologia. Verrà definita la distribuzione di ogni
singola specie attraverso la realizzazione di carte
corologiche su un griglia geografica il cui passo è ancora
in fase di definizione. Per ogni specie sarà possibile
indagare sulla ipotizzata correlazione tra le distribuzioni
della specie e delle variabili ambientali considerate,
attraverso oppurtune tecniche analitiche (regressione
logistica, ad esempio 10).
La comprensione delle caratteristiche fitosociologiche
delle specie costituisce un secondo obiettivo della mia
ricerca. Tale indagine consentirà di definire le specificità
di habitat e di formulare modelli di distribuzione su scala
locale. La raccolta dei dati vegetazionali sarà effettuata
secondo il metodo fitosociologico di Braun-Blanquet.
L’integrazione dei dati vegetazionali e di quelli corologici
potrà avvenire attraverso un processo di scaling up con
l’impiego di una carta dell’uso del suolo (CORINE Land
Cover).
Bibliografia
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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Wolf P.G., H. Schneider, T.A. Ranker. 2001. Geographic
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obscure evidence of vicariance? Journal of Biogeography
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Beccarisi L., L. Chiriacò, S. Marchiori, P. Medagli. 2001. Felci
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Beccarisi L., L. Chiriacò. 2002. Indagine fitogeografica sulle
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Macchia F., V. Cavallaro, L. Forte, M. Terzi. 2000. Vegetazione
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valorizzazione della biodiversità. Bari, CIHEAM: 33-49.
Zito G., C. Mangia, L. Ruggiero, F. Zuanni, G. Cacciapaglia.
1993. Precipitazioni in Puglia. Atti 3° Workshop Clima
Ambiente e Territorio nel Mezzogiorno. Potenza 26-29
novembre 1990, I:367-416.
Guisan A., K.E. Zimmermann. 2000. Predictive habitat distribution
models in ecology. Ecological Modelling 135:147-186.
Vanderpoorten A., P. Engels. 2002. The effects of
environmental variation on bryophytes at a regional scale.
Ecography 25:513-522.
Francesca Bertozzi
Dottorato di Ricerca in Ecologia, Università di Parma
Centro Interdipartimentale di Ricerca per le Scienze Ambientali,
Università di Bologna, via Tombesi dall’Ova 55, 48100 Ravenna
e.mail: [email protected]
Effetto dell’introduzione di habitat artificiali sulla
struttura genetica del mollusco gasteropode Patella
caerulea nel bacino mediterraneo
della biodiversità a tutti i suoi livelli. In particolare, le zone
costiere sono considerate maggiormente a rischio, in
quanto densamente popolate e sede di molte attività
economiche. Uno dei problemi principali legati all’azione
dell’uomo riguarda l’alterazione degli habitat naturali che
si può riflettere in una variazione dei pattern della
biodiversità a livello genetico. In ambiente marino
l’introduzione lungo coste sabbiose di strutture artificiali
per la difesa delle coste permette l’insediamento di
specie tipiche di fondi rocciosi precedentemente assenti
nella zona. Tali alterazioni possono influire sulla dinamica
di popolazione e influenzare la variabilità a livello genetico,
in particolare per quelle specie animali e vegetali con
fasi riproduttive con un limitato potenziale di dispersione.
Lungo il versante adriatico delle coste italiane,
prevalentemente sabbioso, sono state costruite negli
ultimi decenni numerose strutture artificiali a difesa della
linea di costa soggetta a costanti fenomeni di erosione.
L’introduzione di questi habitat artificiali può incrementare
il flusso genico tra popolazioni naturalmente isolate fra
loro, fungendo da corridoio ecologico e riducendo così il
differenziamento genetico interpopolazionale.
La specie oggetto di questo studio è il mollusco
gasteropode Patella caerulea comunemente distribuito
lungo le coste rocciose del bacino mediterraneo: l’ampia
distribuzione e le relativamente limitate capacità di
dispersione di questa specie la rendono un valido
soggetto per valutare l’impatto che l’introduzione di habitat
artificiali può avere sulla distribuzione della biodiversità
a livello genetico.
Il campionamento di P. caerulea è stato impostato
secondo un disegno di tipo gerarchico. Nell’estate del
2002 sono stati prelevati campioni da 8 diverse località
del Nord Adriatico lungo un tratto di costa di circa 400 km
(Trieste, Lido Adriano, Lido di Classe, Lido di Dante,
Cesenatico, Gabicce e Ancona), il campionamento verrà
completato nel corso dell’estate 2003 e includerà 3
ulteriori siti a sud di Ancona.
La struttura genetica di P. caerulea viene indagata
utilizzando sia marcatori biochimici (allozimi) che
marcatori molecolari (microsatelliti) al fine di ottenere un
confronto tra le due metodiche nella stima del flusso
genico. Avvalendosi di protocolli già sviluppati sono stati
messi a punto 12 sistemi enzimatici codificanti per 14
loci, mentre, non essendo presenti in letteratura loci
microsatelliti per la specie in esame, si sta quindi
procedendo all’isolamento dei loci microsatelliti e dei
relativi primers.
I risultati preliminari ottenuti dall’analisi dei campioni
provenienti da Trieste, Cesenatico e Conero, mediante
l’elettroforesi degli allozimi, hanno messo in evidenza
che la variabilità intrapopolazionale nell’area esaminata
è piuttosto bassa ma la presenza di alcuni alleli privati,
seppur a bassa frequenza, sembra suggerire la presenza
di limitazioni al flusso genico.
Questo studio si inserisce nell’ambito del progetto di
ricerca “EUMAR” (European marine genetic biodiversity)
finanziato dall’Unione Europea che ha tra i suoi obiettivi
la stima dell’impatto che l’introduzione di habitat artificiali
ha sulla biodiversità a livello genetico di organismi marini.
I dati genetici raccolti, integrati con quelli demografici,
potranno essere utilizzati per lo sviluppo di modelli
previsionali per la dinamica delle specie.
L’uomo con le sue numerose attività esercita forti impatti
sugli ecosistemi naturali minacciando la conservazione
4
Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
Nicola Bianchi
Dottorato di Ricerca in Scienze e Tecnologie Applicate
all’Ambiente, Università di Siena
Dipartimento di Scienze Ambientali, Università di Siena, via P.A.
Mattioli 4, 53100 Siena
e.mail: [email protected]
Valutazione dello stato di contaminazione nel falco della
regina (Falco elonorae Genè, 1839) attraverso l’utilizzo
di metodologie non distruttive
Il falco della regina presenta una scarsa consistenza
numerica mondiale, stimata intorno a 4000–5000
individui. La sua distribuzione risulta assai localizzata
sia nell’area di riproduzione (per lo più nel bacino del
Mediterraneo) che in quella di svernamento (Madagascar
e Arcipelago delle Mascarene). Per questi due fattori
naturali la specie è potenzialmente vulnerabile alle
possibili minacce di natura antropica tra le quali quella
dell’inserimento nell’ambiente di sostanze di sintesi
potenzialmente tossiche che potrebbero indebolire le
capacità vitali e riproduttive della specie. Questo tipo di
minaccia risulta probabile in una specie come il Falco
della Regina che occupa nel periodo riproduttivo una
posizione trofica da super predatore, nutrendosi di altri
uccelli a loro volta con posizioni trofiche elevate. I
meccanismi di biomagnificazione delle sostanze tossiche
potrebbero in questo caso essere particolarmente intensi.
Data l’assenza di studi precedenti effettuati su questa
specie, questo lavoro si pone l’obbiettivo di valutare con
tecniche di indagine non distruttive, il pericolo potenziale
tossicologico dei falchi della regina della colonia dell’isola
di S. Pietro a seguito di esposizione a contaminanti
persistenti. I dati a carattere ecotossicologico sono
accompagnati da osservazioni dirette sulle strategie
alimentari e sulle variazioni annuali dei regimi alimentari
in modo da individuare tra le prede le specie che
compaiono con più frequenza. Le specie predate possono
cosi essere considerate la fonte primaria dell’assunzione
dei contaminanti e potranno essere correlate con i
contaminanti accumulati ed i relativi effetti su questa
specie.
Il materiale di studio è rappresentato da campioni di excreta
di pulli e adulti, boli gastrici, penne delle prede, tessuti di
prede, tessuti relativi ad individui trovati morti. I campioni
vengono prelevati dai nidi quando i giovani sono prossimi
all’involo e si allontanano dal nido; in questo modo l’impatto
con la colonia viene ridotto al minimo. Sulle penne e tessuti
delle prede e sui boli gastrici vengono misurate le
concentrazioni degli elementi in tracce, sugli excreta sia la
concentrazione degli elementi in tracce che la
concentrazione delle porfirine in particolare delle
coproporfirine, uroporfirine e protoporfirine.
boschi di latifoglie della Toscana, costituiscono parte di
un ampio programma di ricerca nazionale, denominato
CON.ECO.FOR. (Programma Nazionale Integrato per il
Controllo degli Ecosistemi Forestali). Tale programma di
ricerca, avviato dal 1995, è gestito e coordinato dalla
Direzione Generale delle Risorse Forestali, Montane ed
Idriche del Ministero per le Politiche Agricole e Forestali.
Nel 1994, con l’emanazione del Reg. 1091/94, l’Unione
Europea, in stretto contatto con i programmi svolti
nell’ambito dell’ONU-ECE (ICP Forest e ICP Integrated
Monitoring), ha promosso la realizzazione di una Rete
Europea di aree permanenti per la sorveglianza intensiva
e continua degli ecosistemi forestali della durata di almeno
20 anni.
Nel 1995 la Regione Toscana ha attivato il programma
MON.I.TO. (MONitoraggio Intensivo delle foreste TOscane)
al fine di fornire informazioni sugli aspetti strutturali e
funzionali degli ecosistemi forestali della Toscana. La
Regione Toscana ha contribuito all’implementazione della
rete CON.ECO.FOR. prima con l’area di Colognole e poi
con quelle di Vallombrosa e Cala Violina.
Le analisi delle deposizioni umide sono state attivate dal
1997 e si svolgono in maniera continua, attualmente solo
su Colognole, con un campionamento settimanale. Questo
studio si svolge mediante il campionamento di deposizioni
bulk a cielo aperto (openfield), deposizioni raccolte sotto
la chioma della vegetazione (throughfall) e lungo il tronco
degli alberi (stemflow). I parametri chimici determinati sono
i seguenti: pH, conducibilità, alcalinità e concentrazione
delle diverse specie ioniche, quali calcio, magnesio, sodio,
potassio, azoto ammoniacale, azoto nitrico, solfato, cloruro
ed azoto totale. Il fine è quello di valutare le caratteristiche
chimiche delle precipitazioni in ecosistemi forestali,
analizzare le principali trasformazioni che le precipitazioni
subiscono in seguito al passaggio attraverso le chiome e
stabilire l’entità dei flussi di deposizione in tali aree.
Le analisi dello stato nutrizionale ed elementi in tracce
nelle foglie degli alberi, sono state attivate dal 1995 ed
attualmente si svolgono ogni due anni, in tre aree di saggio
(Vallombrosa, Colognole, Cala Violina). L’analisi chimica
di campioni di foglie di specie arboree (Fagus sylvatica L.,
Quercus ilex L.), molto comuni in Toscana, consiste nella
valutazione dei livelli di macro- e microelementi (N, S, P,
Ca, Mg, K, Na, Fe, Zn, Cu, Mn, Al, B, Pb). L’analisi chimica
fogliare rappresenta uno strumento attendibile per valutare
le concentrazioni dei nutrienti fogliari e lo stato delle foreste.
Lo scopo di questo progetto è di quantificare una serie di
indicatori chimici per la caratterizzazione dei sistemi
forestali toscani e di compararli con altre aree geografiche
per sviluppare un adeguato programma di monitoraggio
atto a seguire le variazioni a carico degli ecosistemi forestali,
in seguito ai previsti effetti dei contaminanti atmosferici e
dei cambiamenti climatici.
Moira Bianconi
Rossano Bolpagni
Dottorato di Ricerca in Scienze e Tecnologie Applicate all’Ambiente,
Università di Siena
Università di Siena, Dipartimento di Scienze Ambientali “G. Sarfatti”,
via P.A. Mattioli 4, 53100 Siena
e.mail: [email protected]
Dottorato di Ricerca in Ecologia, Università di Parma
Dipartimento di Scienze Ambientali, Università di Parma, Parco Area
delle Scienze 33A, 43100 Parma
e.mail: [email protected]
Deposizioni atmosferiche totali e stato chimico delle
foglie in boschi di latifoglie della Toscana
Lo studio della chimica delle deposizioni atmosferiche
umide e lo studio del contenuto chimico delle foglie in
Adattamenti di macrofite radicate in sedimenti di
ambienti umidi a diverso grado di anossia: implicazioni
per i cicli biogeochimici dei nutrienti e i processi
microbici nella rizosfera
Le zone umide e litoranee sono considerate ecotoni, vale
5
a dire zone di transizione tra ecosistemi distinti in cui si
vengono a instaurare particolari equilibri tra il comparto
biotico e le variabili ambientali, influenzate dalle interazioni
tra gli elementi che ne definiscono la fisionomia.
Colonizzate da specie in grado di ovviare alle limitazioni
imposte dalle caratteristiche inospitali di un sedimento
perennemente o periodicamente anossico, sono
caratterizzate da tassi molto elevati di produttività,
sostenuti dall’elevata disponibilità di nutrienti e dai bassi
tassi di competizione. Presentano un equilibrio delicato,
fortemente minacciato dallo sfruttamento umano del
territorio che progressivamente porta ad eliminare i
gradienti naturali tra gli elementi che costituiscono il
paesaggio. La superficie da esse occupata è in continua
riduzione anche se la maggior parte dei bacini di acqua
dolce sulla superficie della terra presentano
conformazioni e profondità medie che faciliterebbero la
colonizzazione da parte delle comunità di macrofite tipiche
di tali ambienti.
Nei sedimenti saturi d’acqua il trasporto dei gas è
fortemente inibito dalla lentezza dei processi diffusivi e lo
scarso ossigeno disponibile viene rapidamente
consumato dai processi di respirazione e riossidazione;
ne risulta una condizione di stato riducente e anossico in
cui la disponibilità dei nutrienti è ridotta. Le macrofite
riescono ad insediarsi su sedimenti riducenti di corpi
idrici grazie a particolari adattamenti che permettono loro
di sopravvivere in tali particolari condizioni.
Concentrazioni elevate di ammonio, solfuri liberi e prodotti
terminali delle fermentazioni determinano condizioni
chimicamente svavorevoli alla sopravvivenza della
maggior parte degli organismi superiori.
Le modalità utilizzate dalle macrofite per procurarsi i
nutrienti necessari al sostentamento sono determinate
dalle loro particolari strategie adattative. Le macrofite
radicanti in suoli umidi modificano l’ambiente nel quale
vivono alterando le proprietà chimiche e fisiche del
sedimento e della colonna d’acqua in cui si accrescono.
A livello della rizosfera, le conseguenze più evidenti
riguardano le variazioni dei valori di pH, del potenziale
redox e di scambio cationico, imputabili principalmente
agli scambi di ossigeno e anidride carbonica mediate
dall’apparato radicale. Il trasporto di ossigeno
dall’apparato fotosintetizzante alle radici estende a livello
subsuperficiale il sottile strato ossico presente
normalmente all’interfaccia acqua-sedimento. Si viene
così a creare una microstratificazione costituita da tre
zone: una sottile zona ossica, che circonda la radice come
fosse una guaina, in cui si realizzano processi metabolici
aerobici, un’adiacente zona ossidata nella quale non è
presente ossigeno ma accettori alternativi di elettroni
come il nitrato, il solfato o il ferro ferrico ed infine una
zona strettamente anaerobica in cui i processi redox sono
mediati da molecole organiche. L’ossigenazione della
rizosfera è permessa dall’attivazione all’interno della
pianta di meccanismi di trasporto di gas che permettono
in tal modo di attivare processi di mobilizzazione dei
nutrienti minerali e di decomposizione, minimizzando i
limiti posti dalla natura fortemente riducente dei
sedimenti.
I meccanismi che intervengono nel processo di trasporto
di gas all’interno della macrofite radicate permettendo di
veicolare ossigeno alle sue ramificazioni radicali (rizoma
e radici) sono molteplici, vincolati dalle caratteristiche
anatomiche dei differenti comparti funzionali delle singole
specie e dalle caratteristiche edafiche dell’ambiente a
cui si sono adattate.
6
Per questo motivo la comprensione dei meccanismi
fisiologici di adattamento delle macrofite e le implicazioni
che tali meccanismi hanno per le comunità microbiche e
per le dinamiche dei nutrienti risulta estremamente
importante e, al momento, poco approfondita.
Daniela Bucalossi
Dottorato di Ricerca in Scienze e Tecnologie Applicate
all’Ambiente, Università di Siena
Dipartimento di Scienze Ambientali, Università di Siena, Via Mattioli,
4, 53100 Siena
e.mail: [email protected]
Biomarkers in Posidonia oceanica per la valutazione
dell’impatto ecotossicologico sull’ambiente costiero
La Posidonia oceanica è una fanerogama comune nel
bacino del Mediterraneo. Essa forma vaste praterie lungo
le coste e ricopre un ruolo ecologico fondamentale non
solo per la produzione di materiale organico e di ossigeno,
ma anche perchè è luogo di riparo e nursery per molte
specie di animali e vegetali. È inoltre importante nel
mantenimento dell’equilibrio dei litorali contenendo
l’erosione costiera. La regressione dei sistemi a
Posidonia oceanica è testimoniata ormai in tutta l’area
mediterranea, con la parallela scomparsa delle specie
animali e vegetali ad essa associate che trovano nelle
praterie il loro habitat elettivo. La regressione è dovuta
sia alle azioni meccaniche (uso di reti a strascico e
ancoraggi) sia agli scarichi urbani, industriali e alla
costruzione di opere marittime.
Questo progetto si propone di utilizzare la Posidonia
oceanica come bioindicatore per capire il livello di
degrado e fornire una misura della qualità di uno degli
ambienti più minacciati dall’inquinamento: l’ambiente
costiero. L’utilizzo di Posidonia oceanica come indicatore
biologico di inquinamento chimico risale agli anni ‘80. In
effetti questa fanerogama presenta tutte le qualità
richieste per una utilizzazione in questo senso: specie
bentonica, longeva, largamente diffusa in tutto il bacino
del Mediterraneo e capacità di bioaccumulo di
contaminanti persistenti.
Il principale scopo di questo lavoro è quello di validare
alcuni biomarker, in Posidonia oceanica, quali indicatori
sensibili di esposizione e/o di effetto ai contaminanti. In
base alle attuali conoscenze sulla anatomia e fisiologia
della Posidonia oceanica è possibile prendere in
considerazione la variazione di alcuni parametri biochimici
che subiscono alterazioni indotte da contaminanti
chimici, che possono essere utilizzati come biomarker.
Sono state a tale scopo messe a punto delle metodologie
di analisi per la misura di biomarker quali: l’attività degli
enzimi antiossidanti (Superossido Dismutasi,
Perossidasi, Stato Antiossidante Totale) e le
monoossigenasi a funzione mista (ECOD e NADH
citocromo c reduttasi). Queste tecniche sono state
inizialmente verificate su campioni di Posidonia oceanica
trattati sperimentalmente con metalli pesanti (Pb, As, Cd),
estratto acquoso di petrolio greggio (EAPG) e idrocarburi
policiclici aromatici (benzo-á-pirene, 20-metil-colantrene).
Successivamente i vari test sono stati applicati ad alcune
praterie di Posidonia oceanica nel Golfo di Napoli per
valutare l’impatto antropico sulla fanerogama con la
prospettiva di poter applicare in futuro le metodologie
messe a punto in questo lavoro ad altre aree costiere del
Mediterraneo, così da poter allargare la conoscenza sullo
Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
stato di salute di una delle specie endemiche
ecologicamente più importanti dei nostri mari.
Romina Calabrese
Dottorato di Ricerca in Ecologia Fondamentale, Università di Lecce
Laboratorio di Botanica Sistematica ed Ecologia Vegetale,
Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche ed Ambientali,
Università di Lecce, via Monteroni, 73100 Lecce
e.mail: [email protected]
Tipologia e dinamica dei boschi e della macchia
mediterranea del Salento
Il Salento, floristicamente inteso, comprende la parte
meridionale della Puglia, corrispondente all’area
amministrativa della provincia di Lecce e parte di quelle
di Brindisi e Taranto estendendosi a nord fino all’isoipsa
100 m e a sud fino al Capo di S. Maria di Leuca.
Il territorio salentino presenta un macroclima
mediterraneo e precisamente Termomediterraneo sulla
costa e Mesomediterraneo all’interno, con isoterme annue
comprese tra i 17 °C e 16 °C, ed isoiete tra 600 mm e 650
mm, con un massimo di 850 mm in corrispondenza delle
serre salentine. (Macchia, 1984). Dal punto di vista
geologico la piattaforma è costituita principalmente da
strati e banchi di calcare, di calcari dolomitici e di dolomie
ed i suoli rientrano nella zona pedoclimatica delle terre
rosse o delle terre brune dei luoghi semiaridi,
caratterizzati, inoltre, da una spiccata superficialità spesso
accompagnata dalla presenza di roccia affiorante e da
scheletro.
Dall’osservazione dei resti vegetazionali e dallo studio
delle serie dinamiche (Caniglia et al., 1984; Lorenzoni e
Ghirelli, 1988), si deduce come la vegetazione originaria
fosse floristicamente uguale ma strutturalmente diversa
da quella attuale, quindi facente parte dei boschi
mediterranei di sclerofille (classe Quercetea ilicis Br.-Bl.
1947).
Le cenosi forestali presenti nel Salento sono il risultato
di millenni di attività di pascolamento, incendi, agricoltura
intensiva seguite da periodi di abbondono dei terreni.
Tutto ciò ha determinato la frammentazione e riduzione
dell’antico manto vegetale, che vedeva nel medioevo
l’intero territorio salentino ricoperto da sei grandi foreste,
mentre attualmente presenta un indice di boscosità fra i
più bassi d’Italia.
La vegetazione attuale è caratterizzata dalla dominanza
degli stadi della serie climacica rappresentati da
pseudosteppe, garighe, macchie basse e alte, boscaglie.
A completamento degli studi fitosociologici, effettuati
finora, sulla serie dinamica, ed in particolare sui primi
due stadi, (Albano, 1998, Scandura, 2000), questa tesi di
dottorato si propone di dare un contributo alla tipizzazione
fitosocioliogica delle macchie e dei boschi del Salento il
cui inquadramento sintassonomico non è ancora ben
definito e all’analisi delle serie dinamiche e catenali della
vegetazione.
Rilievi fitosociologici secondo il metodo della scuola
sigmatista di Zurigo-Montpellier (Braun-Blanquet, 1951)
sono stati eseguiti nel corso del 2001/2002 relativamente
al Salento centro-settentrionale. Sulla matrice a due vie,
specie/rilievi, ottenuta è stata eseguita l’analisi
multivariata applicando l’algoritmo del legame completo
(Anderberg, 1973; Orlòci, 1978; Podani, 1994) sulla
matrice di somiglianza “similarity ratio” (Westoff & Van
Der Maarel, 1978). Il software del Sistema Informatico
usato è costituito da due programmi: Arcveg 2 per la
banca dati, Matedit per l’elaborazione delle matrici (Burba
et al., 1992).
Al fine di definire i caratteri strutturali delle vegetazioni
l’analisi multivariata è stata effettuata anche sulle due
matrici ottenute, dai valori di copertura e di altezza dei
quattro strati: arboreo, arbustivo alto, arbustivo basso,
erbaceo. Sulle tabelle fitosociologiche, inoltre sono stati
calcolati gli spettri biologici e corologici ponderati e gli
indici ecologici di Landolt
Le cenosi boschive variano per estensione, fisionomia,
copertura, stratificazione e composizione floristica. Le
principali tipologie strutturali presenti sono rappresentate
da rare fustaie, con prevalenza dello strato arboreo
mediamente alto 16,8 m; cedui matricinati, caratterizzati
da uno strato arboreo equietaneo alto (8 m); macchie
alte e inestricabili per il fitto strato arbustivo alto (4 m),
macchie basse di altezza media di 2,2 m.
Gli aggruppamenti vegetali principali evidenziati
dall’analisi condotta appartengono alla classe Quercetea
ilicis Br.-Bl. 1947, con situazioni più mesofile orientate
verso il Quercion ilicis Br.-Bl. 1936 em. Rivas Martinez
1975, nell’interno del territorio e su suoli più evoluti, mentre
lungo la costa, si riscontrano vegetazioni più termofile,
appartenenti all’alleanza Oleo-Ceratonion Br.-Bl. 1936
em. Rivas-Martinez 1975. La separazione tra le due cenosi
non è netta, si hanno numerosi casi di compenetrazione
dovute sia a ragioni ambientali sia al continuo
rimaneggiamento da parte dell’uomo.
Della prima alleanza, nel Salento troviamo le specie
caratteristiche del Viburno-Quercetum ilicis (Br.-Bl. 1936)
Rivas Martinez 1975, boschi di leccio, che nella parte
centro meridionale della penisola salentina, sono
vicariate da boschi di quercia spinosa (Arbuto-Quercetum
calliprinii Brullo, Minissale, Signorello Spampinato 1986).
All’Oleo-Ceratonion Br.-Bl. 1936 em. Rivas-Martinez 1975,
appartengono gli stadi di degradazione della lecceta
come il Calicotomo infestae-Myrtetum communis
Scandura, Marchiori 2000.
Inquadrare fitosociologicamente le vegetazioni naturali e
stabilire in quale stadio della successione ecologica la
vegetazione in esame si colloca, fornisce una valutazione
qualitativa e quantitativa della biodiversità vegetale da
cui partire negli interventi di tutela. La lecceta è stata
classificata habitat di interesse comunitario con la dizione
di “Foreste di Quercus ilex”, secondo la direttiva 92/43/
CEE, nota come “Direttiva Habitat”.
Bibliografia
Andberg M.R. 1973. Cluster Analysis for application. Academic
Press, New York.
Braun-Blanquet J., N. Roussine, R. Negre. 1952. Les groupements
vegetationaux de la France Mediterraneenne. C.N.R.S.,
Service de la carte des groupements vègètaux,
Montpellier. Macobet Frères, Vaison la Romaine
(Vanclure).
Brullo S., P. Minissale, P. Signorello, G. Spampinato. 1986. Studio
fitosociologico delle garighe a Erica manipuliflora del
Salento (Puglia meridionale). Arch. Bot. Biogeogr. Ital.
62:201-204.
Burba N., E. Feoli, M. Malaroda, V. Zuccarello. 1992. Manuale di
utilizzo dei programmi. Sistema Informativo per la
Vegetazione. Collana quaderni C.E.T.A. N°2, Gorizia.
Caniglia G., F. Chiesura Lorenzoni, L. Curti, G.G. Lorenzoni, S.
Marchiori, S. Razzara, N. Tornadore Marchiori. 1984.
Contributo allo studio fitociologico de Salento meridionale
(Puglia - Italia merionale). Arch. Bot. Biogeogr. Ital. 60:340.
7
Lorenzoni G.G., L.Ghirelli. 1988. Lineamenti della vegetazione del
Salento (Puglia meridionale - Italia). Thalassia Salentina
18:11-19.
Macchia F. 1984. Il Fitoclima del Salento. Not. Soc. Ital. Fitosoc.
19:29-60.
Orlòci L. 1978. Multivariate analysis in vegetation research. Junk,
The Hague, 2nd ed.
Podani J. 1997. Syn-Tax 5.1 pc. Supplement to the User’s Manual.
Suppl. a Syn-tax pc. Computer programs for multivariate
analysis in Ecology and Systematics. Version 5.0. Scientia
Publishing, Budapest.
Rivas-Martinez S. 1975. La vegetación de la clase Quercetea
ilicis en España y Portugal. Anal. Inst. Bot. Cavanilles
31:205-259.
Westoff V., E. Van Der Maarel. 1978. The Braun Blanquet
approach 2nd ed. In: R.H. Whittarkr (ed.), Classification
of Plant Community. Junk, The Hague.
dimensioni del branco. In particolare, si vuole analizzare
il ruolo del fenomeno della dispersione, della mortalità
naturale o causata dall’uomo, e della disponibilità delle
risorse trofiche.
3) Valutazione del turn over all’interno di ciascun branco.
Prevede la valutazione dell’incidenza del fenomeno nelle
diverse classi, volta all’individuazione delle possibili
cause, e delle eventuali correlazioni tra stabilità dei
componenti del branco e comportamento spaziale.
Claudia Capitani
Biodiversità e sociodiversità
Dottorato di Ricerca in Biologia Ambientale, Università di Sassari
Università degli Studi di Sassari, Dipartimento di Zoologia e
Antropologia Biologica, corso Margherita di Savoia 15, 07100
Sassari
e.mail: [email protected]
La ricerca assume come frame il testo della Cdb
(Convenzione sulla biodiversità) poiché è un accordo
“normativo-operativo”, potenzialmente valido, a livello
mondiale, per l’intera biosfera (Shiva, 2001). Isolandone
alcune delle definizioni ed indicazioni si articola un
percorso di ricerca che, cominciando dalla discussione
sulle definizioni di “biodiversità”, “conservazione”, etc., in
ecologia (I fase), e sulle ragioni della loro crescente
centralità (II fase), cerca di individuare quali fattori
socioculturali influiscano sulla riduzione e/o perdita della
biodiversità (III fase); con l’obiettivo di testare l’ipotesi
fondamentale della ricerca, che, anche in rapporto alle
biotecnologie, la conservazione della biodiversità sia una
questione strutturale per le società avanzate (IV fase);
sia inseparabile da una valutazione dei paradigmi
socioculturali dominanti (Beato, 1993). Da ultimo si
esamina la possibilità, individuata anch’essa dalla Cdb,
che un confronto con “culture non-occidentali”
sviluppatesi per secoli in una relazione mutualistica con
i rispettivi ecosistemi, possa favorire sia la formazione di
una “coscienza ecologica” (Strazzeri, 2000), sia le pratiche
della Conservazione (V fase). Possibilità quest’ultima
ribadita anche dall’UNEP: “There is an emerging
realization that a major part of conservation of biological
diversity must take place outside of protected areas and
involve local communities. (…) Indigenous agricultural
practices have been and continue to be important
elements in the maintenance of biodiversity, but these
are being displaced and lost. (Global Environmental
Change: Human and Policy Implications, 1995)”.
Il metodo proposto è quello di un approccio
multidisciplinare , ad una questione valutata come
“rilevante” sotto molteplici aspetti, in modo da delinearne
la complessità e le interazioni tra i fattori. Si tratta
d’individuare, tenendo conto dei diversi apporti, se vi
siano, e quali siano le, aree di confine tra le diverse
discipline (ecologia, sociologia, biologia, economia;
Corlianò 2001), in cui sia possibile un interscambio di
modelli e concetti, che fornisca uno griglia per la raccolta,
organizzazione, comparazione e integrazione di dati già
disponibili nei singoli ambiti disciplinari che convalidino/
invalidino le ipotesi avanzate; in vista di una
“specializzazione in rapporti e contesti” (Beck, 2000).
Dinamica di una popolazione di lupo (Canis lupus)
nell’Appennino centro-orientale
Il progetto di ricerca riguarda lo studio di una popolazione
di lupo distribuita in una regione che comprende parte
della dorsale Appenninica centro-orientale e alcuni
massicci secondari adiacenti e che è caratterizzata da
un’elevata percentuale di copertura boscosa del territorio
e dall’abbondanza di ungulati selvatici. Nell’area è
presente un sistema di Oasi di Protezione e Riserve
Naturali e un Parco Nazionale, ma il lupo è diffuso anche
oltre i loro confini, in aree interessate da attività antropiche
quali l’allevamento e la caccia.
Lo studio si avvale di metodi d‘indagine non invasivi, in
particolare lo snow-tracking e il wolf-howling. Inoltre è
stata potenziata la ricerca di campioni analizzabili per la
marcatura genetica degli individui, sia mediante snowtracking, sia con l’utilizzo di trappole appositamente
preparate. Le trappole per peli costituiscono un metodo
non invasivo di stima dell’abbondanza di una specie e
rappresentano una recente applicazione dell’analisi
genetica.
Lo scopo dello studio è di valutare le fluttuazioni spaziotemporali della densità dei lupi nell’area di studio, in
relazione alla disponibilità di prede e alle caratteristiche
ambientali, e identificare i fattori che influiscono sulla
numerosità dei branchi e le loro dimensioni.
La ricerca si articola su tre livelli:
1) Analisi del modello di distribuzione e espansione dei
branchi presenti sul territorio. Prevede la localizzazione e
la verifica del numero di branchi presenti nel corso degli
anni. Le caratteristiche ambientali delle aree occupate
sono analizzate al fine d’individuare l’areale
potenzialmente fruibile dal lupo e valutare il suo grado di
saturazione. Attraverso l’analisi genetica, invece, si
rilevano le relazioni parentali che intercorrono tra i branchi,
in modo da determinare le tendenze dei flussi migratori.
2) Studio delle variazioni numeriche della composizione
dei singoli branchi. Prevede la verifica del numero di
membri presenti in ciascun branco e delle sue variazioni,
al fine di valutare l’influenza di fattori antropici,
comportamentali e ambientali sulla regolazione delle
8
Luca Carbone
Dottorato di Ricerca in Ecologia Fondamentale, Università di Lecce
Laboratorio di Sociologia Generale, Dipartimento di Scienze Sociali
e della Comunicazione, Università di Lecce, 73100 Lecce
e.mail: [email protected]
Bibliografia
Beato F. 1993. Rischio e mutamento ambientale globale: percorsi
di sociologia dell’ambiente. Angeli, Milano.
Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
Beck U. 2000. La società del rischio. Carocci, Roma.
Corlianò E. 2001. La sfida della sostenibilità: culture ecologiche e
limiti dello sviluppo. Pensa, Lecce.
Strazzeri M. 2000. Per una ecologia della comunicazione. Pensa,
Lecce.
Shiva V. 2002. Il mondo sotto brevetto. Feltrinelli, Milano.
Daniela Casu
Dottorato di Ricerca in Analisi e Gestione degli Ecosistemi Naturali,
Università di Sassari
Dipartimento di Zoologia e Antropologia Biologica, Università di
Sassari, corso Margherita di Savoia 15, 07100 Sassari
e.mail: [email protected]
Valutazione dello stato di conservazione di ambienti
marini dell’Isola dell’Asinara (AMP) attraverso l’analisi
delle comunità bentoniche
Lo studio degli impatti umani, in ambiente marino è un
argomento di considerevole interesse e le aree costiere
sono probabilmente tra i sistemi naturali che ne risentono
maggiormente. Uno dei principali disturbi sulle comunità
del meso- infralitorale superiore è dovuto alla
frequentazione da parte dell’uomo, soprattutto in aree
marine protette (AMP). Lo studio degli impatti dei visitatori
in queste aree ha interessato diversi autori ed i risultati
ne hanno evidenziato gli effetti negativi sui popolamenti
bentonici sia vegetali sia animali (Brown & Taylor, 1999,
J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 235:45-53; Milazzo et al., 2002, J.
Mar. Biol. Ass. U.K. 82:745-748). La ricerca svoltasi durante
il corso di dottorato nell’area marina protetta dell’Isola
dell’Asinara (Sardegna NW), ha consentito di valutare lo
stato di conservazione dei popolamenti zoobentonici in
alcune aree sensibili e/o interessate da differenti attività
antropiche. Nel mese di gennaio 2002, è stato condotto
uno studio pilota in una cala ‘entry no-take’ (Cala
Giordano) scarsamente frequentata durante il periodo
estivo. Tale studio si è reso necessario sia per valutare
strutturalmente lo zoobenthos di substrato roccioso
associato ad alghe dell’infralitorale superiore, sia per
mettere a punto il disegno di campionamento da
applicare nello studio definitivo. L’analisi costi - benefici
ha consentito di individuare il numero ottimale delle aree
e delle repliche da utilizzare durante i campionamenti
successivi; l’ANOVA sui dati di abbondanza dei taxa ha
permesso di definire la taglia del campione. Nel mese
di maggio, prima della stagione turistica, sono state
campionate tre cale situate nel versante orientale
dell’isola dell’Asinara: Cala Sant’Andrea (no-entry no–
take), Cala d’Arena (no-entry no-take) e Cala Sabina
(entry no-take). Nei mesi di giugno e luglio, sono state
compiute osservazioni in “campo” nell’unica cala
frequentata dai turisti (Cala Sabina), allo scopo di
verificarne i loro comportamenti e di stimare l’intensità
del ‘trampling’ (calpestio) sulla comunità oggetto di
studio. Tali osservazioni hanno inoltre permesso di
ricavare un numero congruo di calpestii da riprodurre
nel disegno sperimentale, applicato alle aree campione
delle cale non fruibili. In agosto è stato condotto
l’esperimento con simulazione di ‘trampling’ nelle due
cale no-entry no-take e, immediatamente dopo, sono
stati prelevati i campioni per le successive analisi
tassonomiche, includendo anche le aree di controllo e
Cala Sabina, nella quale il calpestio é direttamente
prodotto dai turisti. Allo scopo di verificare la successiva
evoluzione della comunità sono stati ripetuti i
campionamenti in due periodi successivi alla
simulazione di ‘trampling’.
Addolorata Cavallo
Dottorato di Ricerca in Ecologia Fondamentale, Università di
Lecce
Laboratorio di Zoologia, Dipartimento di Scienze e Tecnologie
Biologiche ed Ambientali, Università di Lecce, via Monteroni,
73100 Lecce
e.mail: [email protected]
Efficienza di rimozione del particolato organico nelle
specie filtratrici Sabella spallanzanii e Branchiomma
luctuosum (Annelida: Polychaeta)
Il progetto di ricerca si inserisce in un quadro più ampio
che riguarda l’utilizzo del sabellidi Sabella spallanzanii
e Branchiomma luctuosum (Annelida: Polychaeta) nel
trattamento dei reflui di impianti di acquacoltura in
associazione con filtri meccanici. L’utilizzo di queste
specie come potenziali biorimediatori potrebbe
comportare una nuova visione delle tecniche di
trattamento delle acque con elevato carico organico. Il
vantaggio finale nell’utilizzare questi animali consiste
nella possibilità di ottenere dei filtri biologici a costo
zero, ricavando, inoltre, biomassa utilizzabile come
mangime per pesci o esche per pesca sportiva. Il
presente lavoro riguarda la valutazione della capacità di
rimozione della sostanza organica dalla colonna
d’acqua mediante il processo di filtrazione delle specie
considerate. Il disegno sperimentale iniziale era volto a
valutare in quanto tempo una biomassa nota di S.
spallanzanii riuscisse a chiarificare l’acqua. Questi primi
esperimenti, sono stati condotti in microcosmi da 25 l
considerando tre trattamenti (con vermi) e tre controlli
(senza vermi). Da questo primo esperimento è emersa
l’azione positiva dei vermi nella rimozione dei solidi in
sospensione e la conseguente chiarificazione
dell’acqua già nelle prime due ore. In una seconda fase
é stata valutata l’efficienza di rimozione e di filtrazione di
entrambe le specie utilizzando questa volta un piano
sperimentale diverso, con 30 microcosmi contenenti
ognuno 2 l di acqua. Da ogni microcosmo sono state
prelevate aliquote d’acqua per la valutazione di proteine,
lipidi, carboidrati e solidi sospesi presenti nell’acqua
utilizzata, in modo tale che, dal rapporto BPC(in
equivalenti di carbonio) e solidi sospesi, si possa capire
se questi animali fanno cernita di organico e in che
misura. A fine esperimento i vermi utilizzati sono stati
pesati, essiccati e macinati. La polvere ottenuta è stata
utilizzata per determinare il contenuto proteico e lipidico
attraverso metodiche standard. I risultati ottenuti in
questa seconda fase, riconfermano l’azione positiva di
entrambe le specie nella rimozione dei solidi in
sospensione, le altre indagini sono ancora in corso. I
risultati delle analisi riguardanti il contenuto proteico e
lipidico mostrano che in S. spallanzanii un individuo di
circa 3 g di peso fresco contiene il 77,4% di proteine e il
15% di lipidi, mentre in B. luctuosum un individuo di
circa 1 g di peso fresco contiene il 79% in proteine e il
14% in lipidi. Questi primi risultati, collegati a studi
paralleli, ci permettono di pensare ad un reale utilizzo
delle specie in esame riuscendo in questo modo ad
ottenere vantaggi non solo economici, ma soprattutto
ambientali.
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Federica Costantini
Dottorato di Ricerca in Scienze Ambientali - Tutela e Gestione
delle Risorse Naturali, Università di Bologna
Centro Interdipartimentale di Ricerca per le Scienze Ambientali,
Università di Bologna, via Tombesi dall’Ova 55, 48100 Ravenna
e.mail: [email protected]
Dispersione larvale e differenziazione genetica di
popolazioni di corallo rosso del Mediterraneo
occidentale
Corallium rubrum è una specie endemica del Mar
Mediterraneo e delle coste atlantiche di Portogallo,
Senegal, Mauritania, isole Canarie e isole di Capo Verde
che ha esercitato il suo fascino sull’uomo fin dai tempi
più antichi. Attualmente questa specie rappresenta una
fonte di lavoro e di ricchezza per diversi Paesi mediterranei
ed in particolare per l’Italia dove viene lavorato circa il
90% del corallo pescato in tutta l’area mediterranea e
non solo.
L’intenso sfruttamento di questa risorsa ha fatto sorgere,
anche a livello internazionale, una seria preoccupazione
relativa alla gestione sostenibile degli stock e alla
conservazione della specie. Recentemente gli studi
finalizzati alla gestione delle risorse, oltre alla
caratterizzazione dei tratti biologici ed ecologici delle
popolazioni, prevedono un’integrazione con analisi
genetico-molecolari. Tali analisi applicate alle specie
marine sfruttate permettono di individuare la presenza di
una o più unità di popolazioni, di stimare il flusso genico
tra popolazioni e definire la struttura delle stesse.
Nell’ambito delle specie di Cnidari, a causa della scarsa
accessibilità dei banchi e della difficoltà nell’operare
direttamente in campo, l’integrazione tra le metodiche
genetico-molecolari e quelle più tradizionali è apparsa
assolutamente necessaria. Gli studi compiuti fino ad ora
sul differenziamento genetico di popolazioni
mediterranee sono limitati e basati su metodiche
allozimatiche o su alcuni marcatori di sequenza
molecolari (ITS1, COI e 16S). Tali studi hanno messo in
evidenza la presenza nel Mediterraneo occidentale di
diverse unità di popolazione che presentano livelli di
flusso genico variabili.
Obiettivo generale della mia ricerca è incrementare e
approfondire, attraverso studi di tipo genetico-molecolare
condotti a livello intraspecifico su diverse scale spaziali,
le attuali conoscenze biologiche ed ecologiche del corallo
rosso presente nel Mediterraneo occidentale.
In particolare, la ricerca sarà rivolta allo studio delle
capacità dispersive della larva del corallo rosso ed
all’effetto che le caratteristiche idrodinamiche e
geomorfologiche del bacino mediterraneo hanno sulla
struttura genetica e sul livello di differenziamento
esistente tra le popolazioni. Lo studio si articolerà in una
prima parte metodologica per l’individuazione e
ottimizzazione di loci microsatelliti specifici per il corallo
rosso e lo sviluppo di marcatori nucleari quali gli AFLP
(amplified
fragment
length
polymorphism).
Successivamente tali metodiche verranno applicate
all’analisi della variabilità inter- e intra-popolazione di
colonie di corallo rosso prelevate da banchi distribuiti
lungo le coste del Mediterraneo occidentale.
Il corallo rosso non rappresenta solamente una specie
ad alto valore commerciale, ma anche un importante
elemento del patrimonio naturalistico e culturale. Lo
sviluppo di programmi moderni per la gestione
sostenibile e conservazione della specie potrà essere
10
perseguito tramite l’integrazione dei dati sulla struttura
genetica di popolazione con le conoscenze relative alla
sue caratteristiche biologiche ed ecologiche.
Rosaria D’Ascoli
Dottorato di Ricerca in Biologia Applicata (Ecologia Terrestre Piante
e Suolo), Università di Napoli “Federico II”
Dipartimento di Scienze Ambientali, Seconda Università di Napoli,
via Vivaldi 43, 81100 Caserta
e.mail: [email protected]
Indicatori microbici di qualità del suolo: verifica
dell’applicabilità in diverse condizioni di disturbo
ambientale
La valutazione della qualità del suolo non può prescindere
dalla stima di parametri che mettano in evidenza lo stato
di salute della comunità microbica, responsabile della
decomposizione della sostanza organica e quindi del
riciclo dei nutrienti nell’ecosistema. Allo scopo di
individuare idonei indicatori microbici di qualità del suolo
questo studio ha saggiato la risposta di diversi parametri
microbici a differenti tipi di disturbo antropico. In particolare
sono stati presi in considerazione suoli con differente
copertura vegetale (gariga, pteridieto, castagneto)
sottoposti ad una moderata attività di pascolo da ovini,
suoli soggetti ad incendi sperimentali e suoli contaminati
da metalli pesanti. Inoltre è stato analizzato un suolo
degradato, in termini di riserva di sostanza organica,
sottoposto a trattamenti di recupero mediante aggiunta
di ammendanti. I parametri microbici considerati,
ampiamente utilizzati in letteratura, sono stati il carbonio
microbico, il micelio fungino totale ed attivo, l’attività
microbica totale, il quoziente metabolico (mg CCO2 mg-1
Cmic h-1), il coefficiente di mineralizzazione endogena (mg
CCO2 g-1Corg h-1) e il quoziente microbico (mg Cmic g-1 Corg).
Sono stati inoltre calcolati alcuni indici mai elaborati prima,
come la frazione di carbonio microbico totale costituita
da carbonio fungino e la frazione di miceli fungini totali
che risulta metabolicamente attiva. È stata infine stimata
la diversità funzionale della comunità microbica,
determinando l’incremento di respirazione indotto per
effetto dell’aggiunta al suolo di diversi substrati organici
(impronta catabolica) ed elaborando tali dati mediante
l’indice di diversità di Simpson-Yule, in modo da ottenere
il valore di evenness.
I risultati di questo studio hanno messo in evidenza che
i suoli soggetti a pascolo hanno mostrato modificazioni
della componente fungina totale del suolo solo in una
zona già fortemente degradata, come la gariga. Dopo gli
incendi sperimentali, nei primi tre mesi dopo il passaggio
del fuoco, è stata osservata un’alterazione della
biomassa microbica, del micelio fungino, della
respirazione potenziale, della frazione fungina del
carbonio microbico, del quoziente metabolico e della
velocità di mineralizzazione del carbonio organico, inoltre,
fino a circa un anno dal passaggio del fuoco, è stata
rilevata una riduzione significativa dei valori di micelio
fungino attivo e di frazione fungina del carbonio microbico.
Nei suoli contaminati da cromo è stata osservata solo
una riduzione dell’indice di diversità funzionale, mentre
nei suoli contaminati da rame sono state rilevate
alterazioni del quoziente microbico, della frazione attiva
del micelio fungino, della frazione fungina del carbonio
microbico e del quoziente metabolico. Nello studio relativo
Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
al recupero di un suolo degradato, mediante aggiunta di
ammendanti, il miglioramento della qualità del suolo è
stato messo bene in evidenza da alcuni parametri in
particolare, come la biomassa microbica, il micelio
fungino attivo, il coefficiente di mineralizzazione endogena,
la frazione fungina del carbonio microbico e l’indice di
diversità funzionale. I dati ottenuti indicano che non tutti i
parametri microbici saggiati risultano alterati da un dato
disturbo e, inoltre, ciascun parametro presenta una
differente sensibilità ai diversi tipi di disturbo considerati.
Pertanto, per mettere in evidenza l’impatto di un disturbo
sulla comunità microbica, è necessario prendere in
considerazione simultaneamente più parametri,
preferibilmente rappresentativi delle tre caratteristiche
principali della comunità microbica: biomassa, attività e
diversità. L’integrazione di diversi parametri, scelti con
questo criterio, in un indice microbico sintetico ha
consentito, infine, di facilitare l’interpretazione dei risultati
per ciascun caso studio. L’uso di un indice microbico
sintetico potrebbe risultare particolarmente utile quando
si voglia fornire un supporto ai decisori nell’ambito delle
politiche di gestione e recupero del territorio.
Francesco Denitto
Dottorato di Ricerca in Ecologia Fondamentale, Università di Lecce
Laboratorio di Zoogeografia e Faunistica, Dipartimento di Scienze
e Tecnologie Biologiche ed Ambientali, Università di Lecce, via
Monteroni, 73100 Lecce
e.mail: [email protected]
Reclutamento, insediamento e successione primaria
del benthos sessile nella Grotta di Ciolo (Capo di Leuca).
Dati preliminari
Lo studio della biologia delle grotte marine si è focalizzato,
fino ad ora, sulla struttura delle comunità che vivono in
questi particolari ambienti sommersi (Bibiloni et al., 1984;
Balduzzi et al., 1989; Bianchi et al., 1996). Il benthos
sessile, sin dai primi studi (AA.VV., 1959; Peres & Picard,
1964; Riedl, 1966), è sempre stato caratterizzato da
un’evidente evoluzione spaziale della qualità e della
quantità del ricoprimento lungo lo sviluppo della cavità,
in diretta correlazione col repentino cambiamento dei
principali parametri abiotici quali luce e idrodinamismo
(ed altri da quest’ultimo dipendenti) (Harmelin, 1985;
2000; Gili et al., 1986).
Il presente lavoro vuole indagare sul modo in cui le
comunità sessili di una grotta marina si evolvono, su
substrati nudi, in seguito all’insediamento di larve e
propaguli vagili. Tali esperimenti, condotti
prevalentemente in acqua libera (per una review
sull’argomento si veda ad es. Richmond & Seed, 1991)
permetteranno di ottenere un primo dato su un processo
che, in grotta, si sospetta possa essere molto lungo e
poco alterabile.
Novanta pannelli in materiale edile di dimensioni 20 X 20
cm e dalla superficie scabra sono stati collocati in tre
settori di una grotta marina a sviluppo orizzontale: la zona
di ingresso, una di grotta semi-oscura (tra 20 e 25 metri
dall’entrata), ed una terza di grotta completamente oscura
(tra 80 ed 85 metri dall’entrata), ed individuati in seguito
ad indagini preliminari sulle comunità già esistenti
(osservazioni non pubblicate). Periodicamente, un
numero prestabilito di essi viene recuperato, posto in
soluzione fissante (formaldeide al 4%), e analizzato in
laboratorio allo stereomicroscopio. L’esperimento di
insediamento/colonizzazione è partito con il collocamento
dei 90 pannelli il 14 marzo 2002, e prevede il loro recupero
scaglionato (6 per ogni settore) dopo 1 mese, 3 mesi, 6
mesi, 12 mesi e 24 mesi dall’inizio dell’esperimento. I
dati preliminari raccolti dopo 6 mesi di studio (alla data
della presentazione del presente contributo) hanno
evidenziato una notevole differenza nella velocità di
ricoprimento dei pannelli. A livello dell’ingresso di grotta,
dopo 6 mesi, gran parte della superficie disponibile era
stata colonizzata da poche specie algali incrostanti
(rodoficee) che costituivano, a loro volta, substrato per
l’insediamento di pochi altri taxa (alghe filamentose,
protozoi foraminiferi, briozoi, balani). Allo stesso tempo, i
pannelli a 20-25 m e quelli a 80-85 m presentavano un
ricoprimento quasi trascurabile. In particolare, i pannelli
del settore intermedio erano caratterizzati da una più alta
diversità sia in termine di grandi taxa (alghe filamentose,
protozoi foraminiferi, poriferi, idroidi, briozoi, serpulidi,
molluschi bivalvi, balani, kamptozoi), sia di numero di
specie (ad es., 8 specie di policheti e almeno 5 di briozoi)
rispetto a quelli provenienti dal settore più confinato, dopo
analogo tempo di esposizione, ospitanti poche specie di
piccole dimensioni (ad es., il porifero Sycon sp., lo
spirorbide Pileolaria koehleri). Interessante e degno di
approfondimenti futuri il rinvenimento, sempre in
quest’ultimo settore confinato, di alghe filamentose. Da
un punto di vista qualitativo, i tre settori sono
tendenzialmente costituiti da taxa differenti, anche se non
mancano gruppi comuni ai tre settori quali piccoli protozoi
sessili del vasto gruppo dei foraminiferi, idroidi e balani.
Al fine di valutare le relazioni tra comunità sessili ed
ambiente, la grotta è stagionalmente monitorata con una
sonda multiparametrica subacquea portatile che registra
i valori di temperatura, pH, conducibilità, salinità e
luminosità.
L’obiettivo finale del suddetto lavoro resta quello di
investigare sulla successione primaria delle comunità
di grotta, considerando il reclutamento larvale e
successivo insediamento dei gruppi che trovano nelle
condizioni abiotiche dei vari settori l’ambiente idoneo per
il loro sviluppo.
Bibliografia
AA.VV. 1959. Ergebnisse der Osterreichischen Tyrrhenia
Expedition, 1952. Pubblicazioni della Stazione Zoologica
di Napoli 30(suppl.):1-787.
Balduzzi A., C.N. Bianchi, F. Boero, R. Cattaneo-Vietti, M. Pansini,
M. Sarà. 1989. The suspension-feeder communities of a
Mediterranean Sea cave. In: J.-D. Ros (ed.), Topics in
Marine Biology. Scientia Marina 53:387-395.
Bianchi C. N., R. Cattaneo-Vietti, F. Cinelli, C. Morri, M. Pansini.
1996. Lo studio biologico delle grotte sottomarine del
Mediterraneo: conoscenze attuali e prospettive. Bollettino
dei Musei e degli Istituti Biologici dell’Università di
Genova 60-61:41-69.
Bibiloni M.A., J-M. Gili, J.-D. Ros. 1984. Les coves submarines de
les illes Medes. In: J.-D. Ros, I. Olivella, J.-M. Gili (eds.),
Els sistemes naturals de les illes Medes. Institut d’Estudis
Catalans, Barcelona, :707-737.
Gili J.-M., T. Riera, M. Zabala. 1986. Physical and biological
gradients in a submarine cave on the Western
Mediterranean coast (North-East Spain). Marine Biology
90:291-297.
Harmelin J.-G. 1985. Organisation spatiale des communautés
sessiles des grottes sous-marines de Mèditerranée.
Rapports et proces-verbaux des Reunions. Commission
International pour l’Exploration Scientifique de la Mer
Méditerranée, Monaco 29(5):149-153.
Harmelin J.-G. 2000. Ecology of cave and cavity dwelling
11
bryozoans. In: Z. Herrera Cubilla, J.B.C. Jackson (eds.),
Proceedings of the 11 th International Bryozoology
Association Conference. Smithsonian Tropical Research
Institute, Balboa (Panama), :38-53.
Pérès J.-M., J. Picard. 1964. Nouveau manuel de bionomie
benthique de la Mer Méditerranée. Recueil des Travaux
de la Station Marine d’Endoume 31(47):5-137.
Richmond M.D., R. Seed. 1991. A review of marine macrofouling
communities with special reference to animal fouling.
Biofouling 3:151-168.
Riedl R. 1966. Biologie der Meereshöhlen. Paul Parey, Hamburg.
Al fine di fornire dati attendibili sulle emissioni e le riserve
di carbonio in Italia, nell’ambito delle direttive emerse dal
protocollo di Kyoto, il monitoraggio della dinamica del
carbonio negli ecosistemi è divenuta una priorità.
Attualmente sono disponibili significative incertezze sul
bilancio globale del carbonio con problemi nel definire
dei possibili scenari futuri. Una causa di ciò è anche
associata alla mancanza di sufficienti dati sperimentali
rappresentativi dell’eterogenea complessità ecosistemica del globo. Sono particolarmente carenti dati
relativi ai sistemi agricoli, che sono caratterizzati da
profonde alterazioni del ciclo del carbonio e da una
notevole incidenza rispetto al totale delle terre emerse.
La relativa omogeneità superficiale e la possibilità di
verificare la chiusura del bilancio stagionale di carbonio
mediante campionamenti distruttivi di biomassa epigea
ed ipogea, fa degli ecosistemi agrari un caso di studio
ideale da un punto di vista metodologico.
Un nuovo sito di monitoraggio degli scambi netti di CO2 e
H2O è stato allestito in un’azienda agricola situata nella
piana del Sele (Eboli, Salerno) su una coltura irrigua di
Medicago sativa . Il monitoraggio continuo dei flussi,
attraverso un sistema eddy covariance in configurazione
aperta, è iniziato nell’agosto 2002 e proseguirà durante
tutte le fasi di crescita e sfalcio. Successivamente verrà
impiantata una nuova coltura in modo da seguire le
dinamiche del carbonio anche in funzione delle diverse
pratiche agricole. Combinando misure dirette di flusso
con l’analisi degli isotopi stabili del carbonio e
dell’ossigeno è possibile quantificare i diversi contributi
al flusso netto misurato e seguire il turnover del carbonio
nel suolo.
rivestono grande interesse in ecologia. Negli ecosistemi
marini, il cosiddetto “paradosso del plancton” viene
spiegato attraverso meccanismi di coesistenza legati alla
simultanea limitazione di più risorse a cui concorrono
anche altri fattori come la mediazione di predatori,
interazioni spaziali, variabilità temporale o fenomeni di
disturbo. D’altro canto, esistono una serie di evidenze
sperimentali e modellistiche che suggeriscono anche
un ruolo della mole corporea sulle interazioni competitive,
sulla coesistenza e sulla struttura di comunità, attraverso
un meccanismo di ripartizione dell’energia legato alla
taglia. Studi in tal senso sono stati sino ad ora condotti
prevalentemente su comunità di organismi eterotrofi e
vagili mentre poco è stato investigato a livello del plancton
marino. Le evidenze raccolte nelle ultime decadi sulla
struttura dimensionale del fitoplancton e sui modelli di
variazione e co-variazione spaziale delle singole frazioni
dimensionali suggeriscono tuttavia che le dimensioni
corporee delle cellule fitoplanctoniche possono
influenzare i rapporti di coesistenza tra specie anche in
tali corporazioni. Si può infatti ipotizzare una analogia tra
tassi di vagilità e ingestione degli eterotrofi e tassi di
sedimentazione e assorbimento dei nutrienti dei
produttori fitoplanctonici.
In tale contesto la mia tesi ha lo scopo di indagare su un
possibile contributo della mole corporea sui rapporti di
coesistenza tra specie e classi dimensionali e sulla
organizzazione delle corporazioni fitoplanctoniche.
A tal fine si vuole analizzare le relazioni tra dimensioni
corporee e abilità competitiva di individui e popolazioni
sia nel senso dell’effetto o della risposta competitiva, sia
in condizioni pre e post interattive. In questa ultima
condizione verranno anche presi in considerazione gli
effetti indiretti sull’abilità competitiva di specie o frazioni
dimensionali del fitoplancton legati all’attività batterica
ed al pascolo della componente zooplanctonica.
La tesi si basa su esperimenti di laboratorio con
microcosmi “a chemostato” e “in camera chiusa”. La
prima fase sperimentale indaga sui rapporti di
coesistenza nelle condizioni post-interattive attraverso
manipolazione della disponibilità di risorse e sulle
interazioni con gli altri comparti planctonici.
Successivamente, in una seconda fase, verrà valutata
l’abilità potenziale delle singole specie o classi
dimensionali nelle condizioni pre-interattive.
In questo poster sono riportati i primi dati sperimentali
relativi alle relazioni tra dimensioni corporee e rapporti di
coesistenza in condizioni post interattive in comunità
naturali provenienti da ecosistemi di transizione della
penisola salentina. L’approccio sperimentale descritto
si basa sull’analisi di variazione della struttura
dimensionale e della distribuzione taglia abbondanza su
gradienti di disponibilità di nutrienti e sul confronto tra
struttura in taglia e composizione tassonomica.
Marialaura Fedele
Annita Fiocca
Dottorato di Ricerca in Ecologia Fondamentale, Università di Lecce
Laboratorio di Ecologia, Dipartimento di Scienze e Tecnologie
Biologiche ed Ambientali, Università di Lecce, via Provinciale
Lecce-Monteroni, 73100 Lecce
e.mail: [email protected]
Dottorato di Ricerca in Ecologia Fondamentale, Università di Lecce
Laboratorio di Ecologia, Dipartimento di Scienze e Tecnologie
Biologiche ed Ambientali, Università di Lecce, via Provinciale
Lecce-Monteroni, 73100 Lecce
e.mail: [email protected]
Struttura in taglia e composizione tassonomica delle
corporazioni fitoplantoniche: analisi dei rapporti
gerarchici intra-corporazione
Modelli di distribuzioni taglia-abbondanza nelle
corporazioni fitoplanctoniche
Paul Di Tommasi
Dottorato di Ricerca in Biologia Applicata (Ecologia Terrestre Piante
e Suolo), Università di Napoli “Federico II”
CNR-ISAFOM, via Patacca 85, 80056 Ercolano (Na) e
Dipartimento di Biologia Vegetale, Università di Napoli Federico II
e.mail: [email protected]
Bilanci di carbonio ed energia in un agroecosistema
dell’Italia meridionale
Organizzazione e mantenimento della biodiversità
12
Le corporazioni fitoplanctoniche svolgono un ruolo di
primaria importanza negli ecosistemi acquatici, essendo
Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
il primo anello della catena alimentare. Studi sulle frazioni
dimensionali (pico-nano-microfitoplancton sensu
Sieburth, 1979) hanno messo in evidenza come le
variazioni ambientali intese sia come disponibilità di
nutrienti, sia come inquinamento da metalli pesanti,
selezionino la comunità fitoplanctonica favorendo o meno
lo sviluppo di una frazione dimensionale.
Poco ancora si sa riguardo le distribuzioni tagliaabbondanza che invece hanno ricevuto grande attenzione
in altri tipi di corporazioni. Scopo di questa tesi di dottorato
è proprio quello analizzare la struttura dimensionale del
fitoplancton in termini di modelli di distribuzioni e rapporti
in taglia tra specie e di proporre lo studio della tagliaabbondanza come indicatore dello stato trofico degli
ecosistemi acquatici.
Per il raggiungimento di tale obiettivo è stata utilizzato un
approccio sperimentale ed un approccio matematicostatistico. L’integrazione di tali approcci ha permesso di:
descrivere la variabilità della struttura dimensionale in
risposta a diversi tipi di disturbi antropici; trovare dei
descrittori delle distribuzioni taglia-abbondanza, e
descriverne ed analizzarne le variazione.
A tal fine si sono programmati diverse serie sperimentali
condotte tutte in natura; in questo poster ne verrà discussa
solo una finalizzata alla: caratterizzazione su mesoscala
delle corporazioni fitoplanctoniche nell’area marina
costiera prospiciente la penisola salentina per una
definizione di descrittori dello stato ecologico
nell’ecosistema costiero. Il disegno sperimentale ha
previsto 4 campionamenti stagionali in 7 transetti distanti
l’uno dall’altro circa 15 miglia, su ogni transetto sono state
fissate 5 stazioni rispettivamente a 0.28, 1.7, 3, 9, e 15
miglia dalla costa, in ogni stazione sono stati prelevati dei
campioni lungo la colonna d’acqua in corrispondenza dei
valori di massimo, minimo e media di fluorescenza.
In ogni stazione sono state analizzate le caratteristiche
strutturale e funzionali delle corporazioni fitoplanctoniche
quali la densità cellulare, la ricchezza in specie,
composizione tassonomica, la biomassa fitoplanctonica
totale e frazionata e produzione primaria totale e frazionata
oltre che le principali caratteristiche chimico-fisiche
dell’acqua come temperatura, ossigeno, salinità e sali di
azoto, fosforo e silicio secondo procedure e metodologie
analitiche standardizzate. Per la determinazione della
struttura taglia-abbondanza si è fatto uso di un software di
analisi immagine Lucia (Nikon) che consente di misurare
per ogni cellula area, volume, perimetro, lunghezza e
larghezza, dal volume si è risalito al peso che è stato
utilizzato nell’analisi delle distribuzioni.
Le distribuzioni taglia-abbondanza sono descritte
attraverso un modello lognormale che consente la
determinazione di descrittori delle distribuzioni stesse:
moda e ampiezza; tali descrittori hanno mostrato dei
modelli di variazione sia nel tempo che nello spazio
correlati con la disponibilità di risorse.
Su una scala temporale la disponibilità di risorse varia
mostrando le concentrazioni di nutrienti più alte nel periodo
invernale e, sia le dimensioni modali che l’ampiezza delle
distribuzioni taglia-abbondanza mostrano delle variazioni
significative risultando maggiori durante i periodi più freddi.
Su scala spaziale l’ampiezza è risultata correlata
positivamente con la disponibilità di risorse, infatti i valori
più alti di ampiezza coincidono con le zone a più alta
disponibilità di nutrenti.
Confrontando, quindi, i risultati ottenuti dai descrittori delle
distribuzioni taglia-abbondanza con le caratteristiche che
comunemente vengono indagate nei piani di controllo degli
ecosistemi acquatici come la frazione microfitoplanctonica
della clorofilla “ a ” (>20 µm) si evince che le prime
consentono di rilevare una discontinuità spaziale che non
è riscontrabile invece dall’analisi delle caratteristiche
“classiche”.
Bibliografia
Sieburth J.M. 1979. Sea Microbes. Oxford University Press, Oxford.
Stefano Grignolio
Dottorato di Ricerca in Biologia Ambientale, Università di Sassari
Dipartimento di Zoologia e Antropologia Biologica, Università di
Sassari, via Muroni 25, 07100 Sassari
e.mail: [email protected]
Uso dello spazio e analisi dei costi di una gravidanza in
femmine di stambecco alpino (Capra ibex ibex) nel Parco
Nazionale del Gran Paradiso
Lo stambecco ha rischiato l’estinzione a causa della forte
pressione venatoria sul finire del 1800 e nel corso del
1900. Un’attenta e antesignana forma di conservazione,
con la creazione del Parco Nazionale del Gran Paradiso,
ha permesso che le poche centinaia di individui rimasti si
salvassero nei territori compresi all’interno di questo Parco.
Nel corso di due anni di lavoro (agosto 2000 – luglio 2002)
sono state raccolte una media di dodici localizzazioni al
mese su un campione di quattordici femmine di
stambecco. Le analisi delle dimensioni degli home range
annuali e stagionali sono state effettuate con due
metodologie: Minimo Poligono Convesso 95% e Kernel
95%. La media delle dimensioni degli home range annuali
è stata di 186.2 ± 71.71 ha (Kernel, 316.3 ± 111.00 ha) nel
corso del 2000 e di 182.9 ± 70.03 ha (Kernel, 304.8 ±
101.14 ha) nell’anno successivo. Le dimensioni dei
differenti home range stagionali sono significativamente
diverse nel corso dell’anno (ANOVAMPC, F3,20=16.308,
p<0.001; ANOVAkernel F3,20=18.792, p<0.001). Da un’analisi
preliminare degli home range estivi risulta una differenza
significativa tra le femmine con il piccolo e le femmine
senza piccolo (Mann Whitney U-Test: MPC e Kernel U=0,
p=0.008). In funzione di questi dati e visto l’andamento
demografico negativo presente nella popolazione di
stambecchi del Parco Nazionale Gran Paradiso, si è voluto
sviluppare un progetto che intende analizzare alcuni costi
a cui vanno in contro le femmine durante la gravidanza e lo
svezzamento di un capretto. A tal fine si vuole sviluppare
una ricerca su differenti tematiche ecologiche (uso dello
spazio, selezione dell’habitat, qualità dell’alimentazione,
carico parassitario) ed etologiche (analisi comportamentale comparata).
Giuliana Guarino
Dottorato di Ricerca in Scienze e Tecnologie Applicate all’Ambiente,
Università di Siena
Dipartimento di Scienze Ambientali “G. Sarfatti”, Sezione di Ecologia
Applicata, Unità di Ecotossicologia, Università di Siena, via P.A.
Mattioli 4, 53100 Siena
e.mail: [email protected]
Distribuzione e stima del rischio ambientale di elementi
in traccia nell’Arco Alpino
Il progetto è rivolto alla valutazione quantitativa e qualitativa
13
di elementi in traccia in matrici ambientali prelevate ad
alta quota dal ghiacciaio del Lys del Monte Rosa ubicato
alla testata della Valle di Gressoney (Valle d’Aosta, Italia).
L’arco alpino influenzato sia da venti freddi e secchi
provenienti dal nord Europa che da venti caldi e umidi
provenienti dal bacino del Mediterraneo, ha una posizione
geografica e climatica di particolare interesse.
Le analisi dei livelli di metalli in aria (del particolato e
della forma gassosa per il mercurio metallico), nelle
precipitazioni, nelle acque di scioglimento del ghiacciaio,
in carote di ghiaccio (datate), sul suolo e l’utilizzo di
bioindicatori vegetali, provenienti da tale area, possono
essere utilizzate sia per comprendere i livelli di
contaminazione locale, e dunque possibili alterazioni
dell’ecosistema alpino, che i fenomeni di trasporto su
lunghe distanze di tali sostanze.
La caratterizzazione di alcune forme chimiche e i rapporti
che intercorreranno tra i livelli riscontrati nelle varie matrici,
potranno fornire utili indicazioni sia sullo stato di
contaminazione attuale che pregresso e, dunque, sulle
possibili alterazioni dell’ecosistema alpino.
L’interpretazione dei dati ottenuti riguarderà
l’individuazione delle specie di origine antropica, la loro
mobilità, la loro speciazione, il loro trend spaziale e
temporale per poter, in seguito, effettuare una stima del
pericolo e del rischio per l’area oggetto di studio. Allo
scopo verranno applicati criteri ecotossicologici. In base
ai risultati ottenuti, sarà possibile valutare ed interpretare
dati provenienti da altre aree (remore e non) e stabilire i
parametri che regolano il comportamento e il destino
ambientale degli elementi analizzati. I dati prodotti saranno
utilizzati per sviluppare un modello fisico dinamico.
Cristiana Guerranti
Dottorato di Ricerca in Scienze e Tecnologie Applicate
all’Ambiente, Università di Siena
Dipartimento di Scienze Ambientali “G. Sarfatti”, Università di
Siena, via delle Cerchia 3, 53100 Siena
e.mail: [email protected]
Indagine sulla presenza di xenobiotici in alimenti
costituenti la dieta degli Italiani
Numerosi studi hanno dimostrato che la principale fonte
di esposizione umana a contaminanti ambientali, quali i
composti organoclorurati (POPs, Persistent Organic
Pollutants) e gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA), è
rappresentata dagli alimenti. In questa indagine è stata
determinata la concentrazione dei suddetti contaminanti
in una vasta gamma di prodotti alimentari che
compongono la dieta tipo degli Italiani.
La procedura adottata in questa ricerca può essere
schematizzata nelle seguenti fasi:
− Raccolta di informazioni sulle abitudini alimentari
della popolazione italiana.
− Reperimento e analisi degli alimenti
maggiormente ricorrenti nella dieta.
− Approfondimento delle analisi per le categorie
di alimenti considerate “a rischio”: ad esempio
gli alimenti ricchi di lipidi, nei quali i contaminanti
in esame, lipofili, tendono ad accumularsi, i
prodotti ittici oppure i cereali per quanto riguarda
gli IPA.
− Calcolo del consumo settimanale degli alimenti
analizzati.
− Determinazione dell’intake settimanale dei
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contaminanti in esame correlando i dati analitici
con quelli sui consumi.
− Confronto dei risultati ottenuti con il Tolerable
Weekly Intake stabilito dalla Scientific
Committee on Food (SCF) della Commissione
Europea (maggio 2001).
L’analisi gascromatografica ha evidenziato la presenza,
in tutti i campioni esaminati, di oltre 50 congeneri dei
policlorobifenili (PCB), mentre solo in alcuni è stato
possibile valutare le concentrazioni di diclorodifeniltricloretano (pp’DDE) e di esaclorobenzene (HCB) in
quanto in molti casi al di sotto dei limiti di rivelabilità
strumentale (<0,01 ng/g). La tossicicità dei congeneri dei
PCB associata ai vari campioni è stata determinata
utilizzando l’approccio dei tossici equivalenti (TEQs)
rispetto alla 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-diossina. Nella
maggior parte dei campioni le concentrazioni dei composti
analizzati seguono l’ordine PCB>DDT>HCB. Le
concentrazioni più elevate per quanto riguarda i PCB sono
risultate quelle relative ai prodotti ittici, con una media di
17 ng/g peso fresco; anche i latticini presentavano
concentrazioni di PCB leggermente più elevate del resto
dei prodotti, con una media di 3,9 ng/g p.f. Questa ultima
categoria di prodotti è inoltre risultata essere la più
contaminata da HCB, mostrando un valore medio di 5,8
ng/g p.f., mentre il valore medio più elevato per il DDT è
stato quello della categoria carne e derivati. La media più
elevata per i TEQ è stata calcolata per la categoria dei
latticini. Dai valori ottenuti è possibile calcolare la
concentrazione di PCB assunta settimanalmente e
confrontarla con il TWI stabilito dall’SCF.
Tale concentrazione è risultata pari a 126,9 pg TEQ/
persona. Questo valore risulta inferiore rispetto al limite
che segna il livello considerato “a rischio” per l’uomo (14
pg TEQ/kg bw) e confrontabile con il range di valori
riportato dall’SCF; secondo questo dato il limite è infatti
700 pg TEQ alla settimana per un individuo di 50 kg e
980 pg TEQ/settimana per un individuo di 70 kg.
Nei campioni a disposizione è stata inoltre valutata la
presenza dei 16 IPA indicati dall’EPA come particolarmente
tossici. I valori medi più elevati di tali contaminanti sono
risultati quelli relativi a campioni di prodotti ittici, cereali e
pasta ripiena.
Infine su alcuni dei campioni è stata effettuata anche la
determinazione del contenuto di diossine e furani; anche
se tali contaminanti sono risultati essere presenti in
quantità spesso al di sotto della rilevabilità strumentale,
data l’elevata tossicità, in futuro queste le analisi saranno
estese a tutte le tipologie di alimenti.
Margherita Licciano
Dottorato di Ricerca in Ecologia Fondamentale, Università di Lecce
Laboratorio di Zoologia, Dipartimento di Scienze e Tecnologie
Biologiche ed Ambientali, Università di Lecce, via Monteroni, 73100
Lecce
e.mail: [email protected]
Interazioni fra i sabellidi filtratori Sabella spallanzanii e
Branchiomma luctuosum (Annelida: Polychaeta) e la
componente batterica planctonica in ambiente marino
Il passaggio dalla concezione che i flussi di energia in
ambiente marino fossero relegati alla fase particellata
nella catena del pascolo (piante-erbivori-carnivori) a
quella più moderna dell’esistenza di un “microbial-loop”
efficiente convogliatore di energia dal DOC, ha permesso
Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
di definire come l’energia contenuta nel compartimento
del carbonio organico disciolto possa, tramite i batteri ed i
protozoi, arrivare sino ai metazoi. Stabilito il ruolo
fondamentale dei batteri come principali e diretti
mineralizzatori e particellizzatori di DOC, la quantificazione
del numero e della biomassa batterica così come
l’identificazione e la quantificazione dei fattori che ne
influenzano la produzione e la rimozione, è di primaria
importanza per comprenderne il ruolo ecologico. In questo
contesto, l’attività di feeding di filtratori bentonici può essere
considerata uno dei fattori in grado di influenzare la
composizione e la distribuzione dei batteri in ambiente
marino. Numerosi studi sono stati finora condotti allo
scopo di valutare la capacità di accumulo microbiologico
mediante filter-feeding da parte di diversi invertebrati
marini, principalmente molluschi, tunicati, poriferi,
echinodermi. Gli Anellidi Policheti, pur rappresentando uno
dei gruppi dominanti all’interno delle comunità bentoniche,
sono in genere ancora poco studiati. In particolare, gli studi
relativi al processo di filtrazione nella famiglia Sabellidae
risultano molto scarsi: i soli dati disponibili scaturiscono
da lavori nella maggior parte dei casi abbastanza datati e
basati principalmente sullo studio dell’anatomia della
corona branchiale, mentre quasi completamente
sconosciuti sono gli aspetti qualitativi e quantitativi del
processo, cosicché al momento non esiste alcun dato
disponibile che evidenzi un’attività di filtrazione dei sabellidi
sui batteri presenti nella colonna d’acqua. Da tali
considerazioni è emersa l’ipotesi di lavoro della presente
ricerca volta a determinare l’influenza esercitata sulla
componente batterica planctonica dai sabellidi filtratori
Sabella spallanzanii e Branchiomma luctuosum, specie
tubicole tipiche di ambienti eutrofici, valutandone la
capacità di accumulo microbiologico da un punto di vista
quantitativo e qualitativo. Tale attività di ricerca si inserisce
in un contesto di studi più ampio che si propone di valutare
la possibilità di utilizzare le specie considerate come
organismi biorimediatori nel trattamento di acque reflue. I
risultati finora ottenuti hanno già permesso di evidenziare
in S. spallanzanii una notevole capacità di accumulo
microbiologico rispetto all’ambiente marino di diverse
delle categorie batteriche esaminate, anche in caso di
batteri solo occasionalmente presenti nella colonna
d’acqua come i coliformi fecali. Valori particolarmente
elevati sono stati inoltre osservati per batteri del genere
Vibrio, cui appartengono molte specie patogene per i pesci
sia in ambiente naturale sia allevati in impianti di
acquacoltura. L’attività di ricerca prevede, inoltre, anche
uno studio teso ad evidenziare nelle specie considerate
strategie di difesa atte a neutralizzare eventuali patogeni
ingeriti. La produzione di sostanze ad attività antibiotica
potrebbe così essere considerata un ulteriore
meccanismo di controllo della componente batterica
marina.
Gabriele Mori
Dottorato di Ricerca in Scienze e Tecnologie Applicate all’Ambiente,
Università di Siena
Dipartimento di Scienze Ambientali “G. Sarfatti”, Università di Siena,
via P.A. Mattioli 4, 53100 Siena
e.mail: [email protected]
Sviluppo ed applicazione di biomarkers per composti
estrogenici in due specie pelagiche mediterranee
Questo studio fa parte di un progetto di ricerca il cui
obiettivo è quello di mettere a punto e convalidare una
serie di biomarkers per valutare la presenza e gli effetti di
composti con potenziale estrogenico in grandi pelagici
dell’area mediterranea. Gli strumenti scientifici applicati
sono rappresentati dai principali biomarkers di
esposizione (attività MFO) e di effetto (induzione della
Vitellogenina (Vtg) e delle Proteine della Zona Radiata
(Pzr)). Come specie bioindicatrici sono state scelte il
pesce spada (Xiphias gladius) ed il tonno rosso (Thunnus
thynnus thynnus). I grandi pelagici, per la loro peculiare
posizione nella rete trofica, risultano infatti fortemente
sottoposti ai rischi tossicologici di xenobioti con potenziale
estrogenico presenti nel bacino mediterraneo. I
campionamenti sono stati effettuati a partire dal 1999 in
un’unica area del Bacino Mediterraneo (Sicilia) dove pesce
spada e tonno vengono abitualmente pescati (Stretto di
Messina, Isole Eolie). Gli animali utilizzati come controllo
provengono dall’oceano atlantico (isole Azzorre). I dati
presentati si riferiscono ai campionamenti svolti durante
il biennio 1999-2000. Su campioni di fegato di circa 100
esemplari di pesce spada e 50 di tonno rosso si è valutata
l’attività del citocromo P4501A attraverso il dosaggio dell’
etossiresorufina-O-deetilasi (EROD) e della benzopirenemonossigenasi (BPMO). Nel plasma si è valutato i livelli
di Vtg e Pzr attraverso tecniche immunochimiche
(E.L.I.S.A., WESTERN BLOT). I risultati ottenuti mostrano
in entrambe le specie una induzione selettiva del
citocromo P450 rispetto ai valori di controllo come
dimostrato dai risultati dei test EROD e BPMO. Questi
dati testimoniano un’elevata esposizione di queste specie
a composti xenobioti lipoaffini presenti nell’ambiente
marino mediterraneo. I test E.L.I.S.A. e WESTERN BLOT
hanno permesso di evidenziare livelli significativamente
rilevanti di Vtg e Zrp rispetto ai dati di controllo. L’induzione
di queste proteine, tipicamente femminili, è stata
riscontrata, inoltre, in alcuni individui di pesce spada di
sesso maschile di classe di età avanzata campionati
nell’area mediterranea il che confermerebbe una
avvenuta esposizione a contaminanti con potenziale
estrogenico.
Cristian Mugnai
Dottorato di Ricerca in Scienze Ambientali, Università di Bologna
CIBM, viale N. Sauro 4, 57128 Livorno
e.mail: [email protected]
Test di bioaccumulo da metalli pesanti con Hediste
diversicolor O.F. Müller (Anellida, Polychaeta): prove
preliminari
In una valutazione ecotossicologica risulta di importanza
fondamentale l’utilizzo prove in grado di evidenziare le
possibili ripercussioni degli effetti tossici nei livelli più
elevati della catena alimentare. In tale senso
un’attenzione particolare viene rivolta ai test di
bioaccumulo, il cui obiettivo finale consiste nella misura
della quantità di sostanze di varia natura che particolari
organismi riescono a fissare nei tessuti. Hediste
diversicolor O.F. Müller (Anellida: Polychaeta) è una specie
con abitudini prevalentemente fossorie molto diffusa negli
ambienti salmastri del Mar Mediterraneo, del Mar Nero
nonché lungo le coste europee fino al Mare del Nord.
L’ampia distribuzione spaziale, la posizione nella catena
alimentare, oltre al ciclo vitale relativamente lungo
caratterizzato da un unico evento riproduttivo, rendono
tale specie un buon indicatore per il bioaccumulo. Per
15
un’applicazione di un saggio su larga scala e ai fini di
comparare le risposte ottenute, diviene fondamentale
approfondire gli elementi che potrebbero causare effetti
diversi. L’obiettivo principale di questo lavoro è individuare
una prova di laboratorio che permetta di verificare in
condizioni diverse la confrontabilità dei risultati.
Sono state condotte prove preliminari su campioni di
sedimento naturale, corrispondenti a diverse situazioni di
contaminazione da metalli pesanti. La metodica prevede
l’utilizzo di organismi prelevati in situ, di taglia compresa tra
3 e 5 cm. Il sedimento da testare è stato posto in beaker
con 500 ml di acqua di mare filtrata, dove sono stati
successivamente aggiunti gli organismi. Alcuni
individui precedentemente spurgati vengono prelevati
ed analizzati per determinare i valori di background dei
contaminanti presenti nei tessuti (tempo 0). Ciascun
campione è stato testato in tre repliche (e altrettanti
controlli) inserendo in ogni beaker 5 individui. Per
l’intera durata del test (28 giorni, periodo ritenuto
sufficiente affinché la maggior parte dei contaminanti
nei tessuti raggiunga una condizione di stato
stazionario), i beaker sono stati ossigenati continuamente, mantenuti al temperatura costante, in
condizioni di illuminazione naturale e senza fornire
alcun tipo di alimentazione. Alla fine del test gli
organismi sono stati spugati per 3 giorni in sabbia
quarzifera e acqua di mare, essiccati in stufa ed
omogeneizzati prima delle analisi chimiche. Dopo aver
determinato le concentrazioni dei metalli nei tessuti e
nei sedimenti, è stato calcolato il fattore di bioaccumulo
(BAF) come rapporto tra le due concentrazioni.
Tali prove hanno preso in considerazione: 1) sedimenti
provenienti dall’area antistante gli impianti industriali
di Rosignano Solvay (LI); 2) sedimenti provenienti da
un’area portuale (Piombino, LI) fortemente contaminata da metalli pesanti. Nel primo caso è stato
valutato soltanto il biaccumulo da mercurio, metallo
direttamente ascrivibile all’attività industriale
(produzione di cloro-alcali). A parte un campione,
proveniente da una stazione localizzata di fronte allo
scarico industriale, in cui si nota qualche evidenza di
bioaccumulo da Hg, sono state trovate concentrazioni
molto basse nei tessuti. Nel secondo caso sono stati
presi in considerazione più metalli pesanti (Zn, Cd, Cr,
Cu, Hg, Pb). Alla fine del test è risultato che soltanto le
concentrazioni ottenute nei tessuti per Hg e Pb
sembrano seguire l’andamento osservato nei
sedimenti. Per gli altri metalli non è stato possibile
ipotizzare un biaccumulo, in quanto le concentrazioni
determinate negli organismi al tempo 0 e nel controllo
sono dello stesso ordine di grandezza (o addirittura
superiori) rispetto a quelle corrispondenti ai campioni
di sedimento da testare. Si sottolinea pertanto la
necessità di effettuare esperimenti mirati a una
approfondita valutazione del processo di bioaccumulo.
Simona Musazzi
Dottorato di Ricerca in Ecologia, Università di Parma
CNR - Istituto per lo Studio degli Ecosistemi, Largo Tonolli 50,
28922 Verbania Pallanza
e.mail: [email protected]
Paleolimnologia in aree remote
I sedimenti lacustri costituiscono uno dei più completi
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e dettagliati archivi sedimentari che documentano
l’evoluzione temporale delle caratteristiche fisiche,
chimiche e biologiche del lago, del paesaggio e della
vegetazione ad esso circostante e della variabilità
climatica naturale della regione a medio e a lungo
termine.
Nell’ultimo decennio diversi progetti internazionali
hanno ricostruito le vicende climatiche e
paleoambientali del tardo Quaternario nelle zone
artiche mediante studi su carote di ghiaccio e sedimenti
marini. Rispetto a questi ultimi, dallo studio di carote
lacustri si possono ottenere dati di maggior dettaglio
ed informazioni circa le fluttuazioni di temperatura e
precipitazioni.
I laghi situati in aree remote artiche ed alpine per le
loro caratteristiche biotiche e abiotiche sono
considerati ecosistemi estremamente vulnerabili e
sono ritenuti particolarmente idonei per gli studi
paleoclimatici. Essi infatti sono soggetti a condizioni
climatiche rigide e a causa delle estreme condizioni
rappresentano una sorta di laboratorio naturale
semplificato e meno direttamente disturbato dall’attività
dell’uomo. Scopo finale di un’indagine paleoclimatologica è quello di essere di supporto ai modellisti
che mirano a costruire modelli probabilistici e
previsionali del sistema climatico introducendo ulteriori
dati relativi a zone geografiche ancora poco investigate.
Inoltre, il confronto tra i risultati ottenuti dallo studio
degli ambienti remoti, con quelli provenienti da studi
compiuti alle nostre latitudini, ove la pressione
esercitata dalle attività umane è molto elevata, permette
di ottenere una più approfondita conoscenza delle
relazioni che intercorrono tra fattori naturali e fattori
antropici nell’evoluzione degli ecosistemi lacustri.
Diversi resti fossili conservati nei sedimenti forniscono
dati vicarianti per le scale temporali dei cambiamenti
climatici o informazioni sul paleoclima ed è importante
ricostruire il clima o le variabili relazionate ad esso
attraverso uno uno studio “multi-proxy” in cui l’analisi
di più parametri (mineralogia, resti biochimici, polline,
diatomee, ecc.) offre l’opportunità di una reciproca
conferma.
Nell’ambito di diversi progetti di ricerca nazionali ed
internazionali (POLARNET - Arctic and Antarctic Strategic
Project, Progetto Nazionale di ricerca Ev-K2-CNR,
LAPBIAT - Lapland Atmosphere-Biosphere) riguardanti
lo studio della paleolimnologia e del paleoclima
(Olocene) in aree remote sono state raccolte carote di
sedimento lunghe circa 70 cm con carotatore a gravità
in laghi situati nell’Isola Spitsbergen (Svalbards), in
Lapponia (Finlandia) e nella regione Himalayana
(Nepal). Su sezioni dello spessore di 1 cm sono stati
analizzati: sostanza organica, vari parametri geochimici,
i resti fossili di diatomee, insetti chironomidi, cladoceri,
polline e pigmenti algali e batterici. Parte delle analisi
sono tuttora in corso.
Gli obiettivi della presente ricerca sono: misurare la
risposta nel tempo (ultimi 1000-2000 anni) degli
ecosistemi lacustri in aree remote e d’alta quota alla
variabilità climatica su scala temporale decennale;
contribuire ulteriormente allo sviluppo di un database
sugli ecosistemi lacustri situati in aree remote del nord
Europa e confrontare i risultati con altre aree remote
(es. Alpi, Himalaya); ricostruire il clima nell’Olocene
recente; valutare gli effetti dei cambiamenti climatici
sulla biodiversità degli ecosistemi lacustri.
Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
Francesco Nacca
Dottorato di Ricerca in Biologia Applicata (Ecologia Terrestre
Piante e Suolo), Università di Napoli “Federico II”
Dipartimento di Scienze della Vita, Seconda Università di
Napoli, via Vivaldi 43, 81100 Caserta
e.mail: [email protected]
Influenza della salinità sul metabolismo dell’azoto e
del carbonio in plantule di grano duro
L’elevata salinità del suolo è uno dei principali fattori
ambientali che limita la produttività delle colture agricole.
Si stima che circa il 6% dell’area totale mondiale destinata
all’agricoltura è danneggiata dall’elevata salinità e che
ogni anno circa 10 milioni di ettari di aree irrigate sono
abbandonate per l’alta salinità. La salinità elevata
influenza molti aspetti del metabolismo della pianta, quali
la fotosintesi, l’assorbimento dei nutrienti, la traslocazione
degli assimilati, e porta a cambiamenti che si risolvono
in una riduzione della crescita. Le piante tendono a
prevenire gli effetti tossici dovuti al sale attraverso vari
meccanismi che includono: l’esclusione del sale da alcuni
importanti tessuti ed organi come le foglie giovani, gli
apici vegetativi e le strutture riproduttive; la
compartimentazione intracellulare degli ioni
potenzialmente tossici; l’eliminazione del sale in eccesso
mediante organi specializzati. In particolare le cellule
vegetali che non accumulano il sale nei vacuoli, tendono
a concentrare nel citoplasma e negli organuli subcellulari
soluti organici non tossici meglio come “soluti
compatibili”, quali zuccheri, amminoacidi, betaine etc, allo
scopo di realizzare l’equilibrio osmotico (Hasegawa et
al., 2000, Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 51:463499).
In questo lavoro viene studiata la risposta allo stress
salino prodotto da NaCl del grano duro (Triticum durum
Desf. cv. Ofanto), una specie di grande interesse nell’area
mediterranea, una regione a rischio sia per la siccità che
per la salinità. Vengono analizzati gli effetti dello stress
salino su parametri fisiologici come la crescita, la
fotosintesi, la concentrazione degli ioni Na+, Cl-, NO3-, K+
e Ca 2+ . Particolare attenzione viene prestata alla
determinazione di metaboliti come gli amminoacidi
solubili, i composti quaternari dell’azoto, l’amido e gli
zuccheri solubili, per valutare in particolare gli effetti dello
stress salino sul metabolismo dell’azoto. A tale scopo
sono analizzati anche l’espressione e l’attività di alcuni
enzimi chiave nella regolazione dell’ assimilazione
dell’azoto. Plantule di grano duro sono state cresciute in
soluzione idroponica con soluzione nutritiva in presenza
di NaCl 100 mM a diverse concentrazioni NO3-. I risultati
finora ottenuti mostrano che l’effetto del sale sulla crescita
è evidente già dopo pochi giorni di trattamento (5 gg),
riducendo la crescita del 60% per il fusto e del 30% per le
radici in particolare nelle piante cresciute in alto nitrato. Il
cloruro limita l’assorbimento di nitrato e la traslocazione
alle foglie. Infatti, elevate concentrazioni di tale ione
tendono a ridurre la concentrazione di nitrato nelle radici
ed ancor più nelle foglie. La concentrazione di amido e
saccarosio è inferiore in piante cresciute ad alto sale a
causa di una inibizione della l’attività fotosintetica: essa,
infatti, si dimezza in tali piante. Il decremento di amido e
saccarosio si riscontra anche nelle piante cresciute ad
alto nitrato, suggerendo che l’amido e i carboidrati sono
mobilizzati per la sintesi di amminoacidi ed altri metaboliti
azotati. Nelle foglie e nelle radici di piante cresciute in
presenza di NaCl 100mM, l’aumento di alcuni
amminoacidi liberi come l’asparagina, il glutammato, la
glutammina e la prolina suggerisce che questi
amminoacidi sono coinvolti nella osmoregolazione.
L’aumento della concentrazione della serina, d’altra parte,
evidenzia che il trattamento con sale tende a promuovere
la fotorespirazione. La concentrazione di glicina betaina
è all’incirca triplicata nelle piante cresciute in condizione
di alta salinità, suggerendo che tale metabolita anche
nel grano duro, come in altre piante, è un osmolita
compatibile. Anche l’attività di alcuni enzimi è influenzata
dal sale: sia nelle foglie che nelle radici, il trattamento
con NaCl 100mM provoca un raddoppio dell’attività della
GOGAT. Tale enzima potrebbe essere coinvolto nella
risposta della pianta allo stress salino.
Giovanni Neri
Dottorato di Ricerca in Scienze e Tecnologie Applicate
all’Ambiente, Università di Siena
Università di Siena, Dipartimento di Scienze Ambientali “G. Sarfatti”,
via P.A. Mattioli 4, 53100 Siena
e.mail [email protected]
Studi ecotossicologici in Cetacei del Mar Mediterraneo.
Messa a punto di test “in vitro” per valutare la variabilità
interspecifica nella risposta a vari tipi di contaminanti
In questa ricerca verranno unite tecniche di indagine di
tossicologia classica quali l’analisi quantitativa e
qualitativa di HCB, DDTs, PCBs ed IPA alle indagini con
biomarkers non distruttivi per cercare di mettere in
relazione, nei Cetacei del Mediterraneo, il livello di
contaminanti da loro accumulati nell’adipe sottocutaneo,
e la loro capacità di reazione misurando l’attività delle
monoossigenasi a funzione mista (MFO), in particolare
della benzo(α)pirene monoossigenasi (BPMO). Al fine di
indagare la diversa sensibilità interspecifica ai composti
inquinanti saranno effetttuati test “in vitro” di tossicologia
che avvalorino gli studi effettuati “in vivo”, a tale scopo sarà
messa a punto una metodica per l’allestimento delle colture
stesse, utilizzando l’epidermide campionata (biopsia
cutanea) come fonte iniziale di tessuto. L’importanza di
conoscere da un punto di vista ecotossicologico la
condizione attuale di questi Cetacei presenti con una
grande varietà di specie in un bacino così ristretto, come il
Mar Mediterraneo, può contribuire a preservare la
biodiversità, evitando un vero e proprio delitto ecologico
consistente nell’estinzione di una o più di queste.
Marianna Notti
Dottorato di Ricerca in Ecologia, Università di Parma
Dipartimento di Scienze Ambientali, Università di Parma, Parco Area
delle Scienze 33A, 43100 Parma
e.mail: [email protected]
Valutazione di una zona umida artificiale (Riccò, Parma)
L’area oggetto studio è una zona umida artificiale (Antonietti
& Marchiani, 2002), situata a Sud del Parco del Taro, in
sponda destra del Fiume ed in prossimità degli abitati di
Riccò e Fornovo. La realizzazione di questa zona umida, si
colloca in un’ottica di riqualificazione delle aree ripariali ed
è stata progettata con l’obiettivo di ricreare aree palustri
che potessero favorire l’insediamento di vegetazione
igrofila, oltre che costituire un habitat di pregio per l’avifauna.
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L’intervento è consistito nella realizzazione, all’interno di
un’area con estensione di circa 20000 m2, di due zone
umide collegate tra loro ed alimentate con le acque di
scarico dell’impianto di depurazione di Fornovo,
caratterizzate da profondità variabili. Nonostante
l’alimentazione con acque trattate, il progetto originale
escludeva una funzione “depurativa” di quest’area.
L’obiettivo di questo studio è stato quello di comprendere
i principali processi e le potenziali criticità del sistema.
Allo scopo è stata valutata la qualità dell’acqua addotta
all’impianto e le sue modificazioni qualitative durante il
percorso nella zona umida (Kadlec & Knight, 1996). Tale
indagine è stata svolta misurando (all’ingresso, tra le due
vasche ed all’uscita, con frequenza bisettimanale nel
periodo marzo 2002 - gennaio 2003) i valori dei seguenti
parametri: Temperatura, Conducibilità, pH, OD, N-NO2-, NNO3-, N-NH3, Ntot, P-PO43-, Ptot, COD e Coliformi Fecali.
Per la stima dei carichi addotti, le analisi sono state
integrate con cicli nictemerali per la misura delle portate e
la concentrazione di N-NO3-, N-NH3, P-PO43-, COD.
Anche la valutazione della colonizzazione delle acque più
profonde (circa 50 cm), da parte di comunità animali e
vegetali, è stata oggetto di indagine:
− la clorofilla-a, quale parametro connesso allo
sviluppo algale;
− il contenuto di carboidrati (su due classi
dimensionali di 50-360 µm e >360 µm), per una
stima della frazione costituita dalla sostanza
organica particellata e dalla biomasa planctonica;
− la copertura e la densità (kg/m2) di Lemna sp.
Infine sono stati posizionati manualmente due piezometri
per valutare eventuali interazioni dell’acqua superficiale
con quella di falda.
I risultati ottenuti hanno permesso di:
− evidenziare numerosi elementi di criticità
all’esterno ed all’interno del sistema, che non
sempre risulta idoneo al conseguimento dei
progettati obiettivi di riqualificazione ambientale;
− formulare alcune ipotesi di modificazione della
struttura della zona umida, in modo da renderla
più idonea a sopportare i carichi addotti ed a
conseguire i risultati attesi (Marble, 1992).
Bibliografia
Antonietti R., C. Marchiani. 2002. Procedure per riconoscere,
classificare, tipizzare e valutare le zone umide. Progetto
Ministero dell’Ambiente “Completamento delle conoscenze
naturalistiche di base” – Modulo F: Zone umide –
Responsabile: Prof. Ireneo Ferrari.
Marble A.D. 1992. A guide to wetland functional design. Lewis
Publishers, Boca Raton.
Kadlec R.H., R.L. Knight. 1996. Treatment Wetlands. CRC Press,
Boca Raton.
Alessandro Oggioni
Dottorato di Ricerca in Ecologia, Università di Parma
CNR - Istituto per lo Studio degli Ecosistemi, Largo Tonolli 50, 28922
Verbania Pallanza
e.mail: [email protected]
Tasso di crescita e produzione in popolamenti
fitoplanctonici lungo un gradiente trofico: relazioni con
le caratteristiche allometriche
La valutazione della entità e della variabilità, sia spaziale
che temporale, del tasso di crescita carbonio-specifico
18
di una comunità fotoautotrofa e l’assimilazione di carbonio
si rivelano essere informazioni indispensabili per stimare
la capacità di un habitat pelagico di supportare una certa
biomassa fitoplanctonica e per acquisire indicazioni sulla
quantità di carbonio che è eventualmente trasferibile ad
altri livelli trofici. Il primo scopo del mio lavoro di dottorato
è proprio la misura e il confronto della produttività e del
tasso di crescita di comunità fitoplanctoniche di 3
ambienti lacustri: Maggiore, Alserio e Pusiano
caratterizzati da condizioni che vanno dall’oligotrofia
all’ipertrofia.
Nel Lago Maggiore nel corso del 2002 si è potuto, anche
per ragioni logistiche, effettuare 17 rilievi di produzione
accompagnati da misure della PAR, parametri chimici e
fisici. Negli altri due ambienti Pusiano e Alserio il numero
delle uscite è stato limitato a 4 lungo le stagioni che
saranno oggetto del mio confronto. Tutti questi 3 laghi
presentano una propria composizione in specie
fitoplanctoniche, se ne illustrerà la struttura descrivendone
il rapporto che esiste tra la morfologia cellulare e
parametri di crescita. Nel Lago di Pusiano, il conteggio al
microscopio invertito, ha rilevato come per tutto l’anno
circa l’80% della biomassa fitoplanctonica sia costituita
da cianobatteri in particolare Planktothrix rubescens
(specie coloniale filamentosa), parzialmente sostituta nel
mese di agosto da un popolamento sempre dominato
da cianoficee, nel quale era prevalente Microcystis
aeruginosa, specie di tipo coloniale globulare. Anche nel
Lago di Alserio la biomassa del popolamento
fitoplanctonico è dominata dal gruppo dei cianobatteri in
particolare Microcystis aeruginosa responsabile di una
fioritura estesa su tutto il lago in ottobre, ma anche
Aphanocaspa sp. e Merismopedia sp. Il Lago Maggiore,
ormai consolidato in una condizione di oligotrofia,
presenta un popolamento fitoplanctonico costituito da
diatomee centrali e pennate appartenenti ai generi
Cyclotella, Fragilaria e Asterionella che costituiscono
insieme a piccole criptoficee la quasi totalità della
biomassa presente nel lago. Comunque, anche nel Lago
Maggiore i cianobatteri rappresentano una componente
numericamente importante, grazie al contributo di alcune
Chroococcales coloniali di piccole dimensioni (es.
Aphanothece clathrata o Aphanocapsa sp.). I tre laghi
studiati si presentano quindi con popolamenti alquanto
differenti non solo come composizione specifica, ma
anche come caratteristiche morfologiche e, presumibilmente, fisiologiche.
L’efficienza di assimilazione di carbonio è stata
profondamente diversa nei tre ambienti e riflette le
condizioni trofiche, infatti si è calcolato come nel confronto
stagionale, nei mesi di novembre e dicembre,
l’assimilazione di carbonio è ben al di sotto dei 150 mg
m -2 d -1 per tutti e tre gli ambienti. Il massimo della
produzione è stato riscontrato rispettivamente il 28 e il 22
maggio nel Lago di Alserio 1553,03 mg m-2 d-1 e nel Lago
Maggiore 844 mg m-2 d-1, mentre nel Lago Pusiano il
massimo si riscontra al 20 agosto con un valore di 964,95
mg m-2 d-1. Dal confronto morfologico e funzionale delle
comunità è possibile affermare come nel Lago Maggiore,
dove il popolamento è caratterizzato da alghe di piccole
dimensioni, si abbia come conseguenza una più bassa
produzione e bassi tassi di crescita; condizione opposta
si è verificata negli altri due ambienti dove le specie
presenti sono caratterizzate da un basso rapporto
superficie volume (sv -1) e lunghezza elevata che ha
permesso una migliore efficienza fotosintetica e più alti
tassi di crescita.
Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
G. Onofrietti1,2, A. Fierro2, V. Magliulo1, A. Virzo De Santo2
Dottorato di Ricerca in Biologia Applicata (Ecologia Terrestre Piante
e Suolo), Università di Napoli “Federico II”
1
CNR-ISAFOM, via Patacca 85, 80056 Ercolano (Na)
2
Dipartimento di Biologia Vegetale Università di Napoli “Federico II”,
via Foria 223, 80137 Napoli
e.mail: [email protected]
Misura dei flussi di N2O mediante la tecnica della
correlazione turbolenta in un ecosistema agricolo
dell’Italia meridionale
Le attività antropiche provocano profonde alterazioni sui cicli
biogeochimici degli elementi, con conseguenze rilevanti
sulla composizione chimica e sulle proprietà radiative
dell’atmosfera. Tra gli elementi di particolare importanza,
soprattutto per gli ecosistemi agricoli, vi è sicuramente l’azoto
e può risultare interessante uno studio mirato a fornire
informazioni sul suo complesso ciclo o almeno su una
porzione di esso. La gestione del sistema agricolo, in
particolare la fertilizzazione azotata e l’irrigazione, incide sui
processi microbiologici di nitrificazione e denitrificazione
nella produzione ed emissione in atmosfera di protossido
di azoto (N2O), un gas ad effetto serra.
Da tale presupposto parte questo progetto di ricerca, che
ha lo scopo di realizzare un monitoraggio a lungo termine
sui flussi di N2O tramite la tecnica della correlazione
turbolenta (eddy covariance, EC) in un ecosistema agricolo
dell’Italia meridionale durante varie stagioni di crescita
vegetale. Il territorio nazionale è assolutamente privo di stime
sul contributo dei suoli, sia naturali che agricoli, sulle
emissioni di N2O in atmosfera. Lo studio sarà realizzato in
una stazione sperimentale rappresentata da un sistema
agricolo a regime irriguo coltivato ad erba medica (Eboli Sa). La stazione fa parte del network FLUXNET, una rete
mondiale di quasi 200 siti campione per il monitoraggio a
lungo termine dei gas atmosferici in zone con forte impatto
antropico.
Per il monitoraggio dei flussi di N2O sarà applicata la tecnica
della correlazione turbolenta mediante l’uso della
spettroscopia a diodo laser (TDLS), essa é in grado di fornire
misure di flusso di uno scalare ad elevata frequenza (fino a
10 Hz). In Italia la tecnica della correlazione turbolenta è stata
sino ad ora applicata per monitorare gli scambi di CO2 e
H2O, sia da sistemi naturali che agricoli (reti EUROFLUX e
FLUXNET). L’EC si basa sul principio che un generico flusso
verticale attraverso una superficie immaginaria al di sopra
della copertura vegetale si esprime come il prodotto tra la
componente verticale della velocità del vento e la densità di
uno scalare, in questo caso l’N2O. È una tecnica che permette
misurazioni in situ e non perturba l’ambiente circostante,
consente misure continue e fornisce risultati integrati su
un’area relativamente ampia. Quindi questa tecnica offre dei
vantaggi sostanziali alle tradizionali tecniche delle camere
ampiamente utilizzate per il monitoraggio di flussi di N2O.
Bachisio Mario Padedda
Dottorato di Ricerca in Analisi e Gestione dei Sistemi Ecologici
Dipartimento di Botanica ed Ecologia Vegetale, Università di Sassari,
via Muroni 25, 07100 Sassari
e.mail: [email protected]
Studi sulle lagune sarde: lo Stagno di Cabras (Oristano)
Le zone umide della Sardegna, pari a circa il 2,6% del
totale nazionale, sono rappresentate principalmente da
lagune costiere (10.000 ettari). Molte di queste hanno
subito un profondo riassetto rispetto alla loro naturale
conformazione come conseguenza degli imponenti
lavori di bonifica effettuati nei primi decenni del secolo
scorso e per gli interventi, anche recenti, di
regolazione e scambio idraulico con il mare. Il
Dipartimento di Botanica ed Ecologia Vegetale
dell’Università di Sassari da più di venti anni si occupa
dello studio di questi ambienti, con la raccolta di dati
pluriennali riguardanti i descrittori utili a definire la
loro ecologia di base, con particolare attenzione allo
stato trofico. Sulla base di questi studi (Sechi, 1982,
Boll. Soc. Sarda Sci. Nat ., 21:285-295), la maggior
parte di queste lagune risulta eutrofica a causa
dell’elevato input di nutrienti provenienti dai bacini
imbriferi e/o da uno scambio non adeguato con il
mare. Tutto questo si traduce in un intenso sviluppo
della componente vegetale macrofitica e/o
fitoplanctonica (quest’ultima aggravata in alcuni casi
dall’affermazione di specie potenzialmente tossiche),
che può portare al manifestarsi di eventi distrofici più
o meno frequenti e gravi. In considerazione anche,
dell’alta variabilità interannuale associata a queste
componenti, sono richiesti studi su scala pluriennale
per definire al meglio i programmi di gestione e
risanamento.
Nell’ambito di queste tematiche di ricerca
(conoscenze dell’ecologia di base su scala
pluriennale delle lagune sarde e loro applicazione
per la gestione e il recupero ambientale) rientra la
tesi di dottorato svolta sullo Stagno di Cabras
(Sardegna centro occidentale, Area = circa 23,8 km 2,
Profondità media = 1,6 m, Volume = 38.106 m3), il più
grande dell’isola. Questa laguna è l’unica che in
Sardegna mostri una ridotta presenza di macrofite,
per cui si può ipotizzare che la sua produttività
primaria sia quasi completamente a carico del
fitoplancton. Questo, peraltro, può svilupparsi
raggiungendo elevati valori di densità cellulare e di
biomassa tanto che, negli anni passati, sono stati
osservati ripetuti episodi di anossia in coincidenza o
successivamente ad intensi blooms fitoplanctonici e
per il perdurare di lunghi periodi di stasi meteoclimatica. Uno degli eventi più gravi si è verificato nel
giugno 1999, quando l’imponente crisi anossica si è
accompagnata con un’estesa e grave moria di pesci,
con il pressoché completo azzeramento della
componente ittica.
Lo svolgimento della ricerca riguarda sia l’analisi
temporale e spaziale di alcuni descrittori trofici
(temperatura, pH, salinità, ossigeno disciolto, diverse
forme del fosforo e dell’azoto, silice reattiva, clorofilla
a , densità, biomassa, composizione in specie e
struttura del fitoplancton, componente macrofitica),
sia la valutazione del bilancio di massa del fosforo e
dell’azoto per via sperimentale e teorica. Lo studio
prevede il raffronto dei dati raccolti con quelli
pregressi, al fine di evidenziare la variabilità inter e
intrannuale dei parametri studiati per giungere ad
un’adeguata valutazione dei livelli di trofia. L’insieme
dei risultati ottenuti sarà elaborato ed interpretato per
consentire la formulazione di diverse ipotesi di
intervento ambientale, finalizzate alla valorizzazione
delle specificità naturali dello Stagno di Cabras e ad
una sua migliore utilizzazione anche in termini
economici e quindi sociali.
19
Romina Passaro
Dottorato di Ricerca in Scienze Ambientali, Tutela e Gestione
delle Risorse Naturali, Università di Bologna
Centro Interdipartimentale di Ricerca per le Scienze Ambientali di
Ravenna, Università di Bologna, via Tombesi dall’Ova 55, Ravenna
e.mail: [email protected]
Monitoraggio della biodiversità macrobentonica in Alto
Adriatico in relazione alla presenza di strutture
offshore: impostazione di un modello d’indagine a larga
scala
Gli organismi macrobentonici di fondo molle sono una
delle componenti del biota marino più estesamente
utilizzata per la valutazione della qualità ambientale.
L’analisi dei popolamenti bentonici è stata ampiamente
utilizzata nelle indagini sul disturbo indotto dalle
piattaforme offshore per l’estrazione di gas presenti in
Alto Adriatico. La maggior parte degli studi era finalizzata
alla valutazione dell’impatto delle singole piattaforme e
prendeva in considerazione un’area del diametro di pochi
chilometri. La distribuzione dei popolamenti
macrobentonici è influenzata da numerosi fattori biotici e
abiotici, che variano nello spazio e nel tempo. La
complessità da loro determinata assume un maggiore
rilievo aumentando la scala spaziale considerata. Per
poter analizzare la distribuzione su ampia scala si rende
necessario definire i livelli di base di variabilità che
caratterizzano l’area di studio e valutare il ruolo ed il
contributo dei singoli fattori ambientali. Il disturbo delle
piattaforme offshore sull’ambiente sedimentario è
determinato principalmente dai fanghi e ritagli di
perforazione, dai fluidi derivanti dall’attività estrattiva, e
occasionalmente anche dagli sversamenti accidentali di
idrocarburi.
L’obiettivo dell’attività di dottorato è lo sviluppo di un
protocollo per il monitoraggio su ampia scala geografica
dell’attività offshore, utilizzando come strumento di
valutazione le alterazioni indotte nei popolamenti
bentonici. Questo metodo d’indagine è stato ampiamente
utilizzato in diverse realtà ambientali. Decenni di ricerche
condotte nel Mare del Nord hanno portato all’impostazione
del protocollo OSPAR che disciplina il monitoraggio delle
piattaforme di estrazione e che pone al centro lo studio
delle comunità bentoniche. In Alto Adriatico la densità e la
distribuzione, in alcuni casi aggregata, delle piattaforme
offre l’opportunità di sviluppare un’analisi di impatto su
larga scala. Per poter discernere la variabilità intrinseca
del sistema da quella eventualmente indotta dal disturbo
l’impostazione del disegno sperimentale dovrà tenere
conto in maniera appropriata della distribuzione spaziale
delle strutture e dei gradienti geografici di variabilità
ambientale. Tra i principali fattori che determinano i
pattern geografici di distribuzione dei popolamenti
bentonici dell’Alto Adriatico si possono considerare la
presenza del fiume Po, che crea un gradiente Nord-Sud
in termini ad esempio di arricchimento organico, la
profondità, che crea un gradiente perpendicolare a costa,
i fenomeni di eutrofizzazione e di formazione di
mucillagine. Un ulteriore elemento che sarà incluso nel
disegno sperimentale è la valutazione dell’effetto del
divieto di pesca imposto nell’area circostante le
piattaforme. Contestualmente all’analisi della
distribuzione dei popolamenti bentonici, verranno
condotte analisi delle variabili ‘abiotiche’, quali, ad
esempio, la granulometria del sedimento, il contenuto di
materia organica, la caratterizzazione della colonna
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d’acqua, ecc. La risposta delle comunità verrà esaminata
su differenti scale spaziali: dalla scala minore (relativa
all’area circostante la singola piattaforma) che fornisce
dati comparabili con i risultati ottenuti negli studi
precedenti, alla scala maggiore delle decine di chilometri
generalmente non considerata in questo tipo di studi.
Antonella Pellegrino
Dottorato di Ricerca in Biologia Applicata (Ecologia Terrestre Piante
e Suolo), Università di Napoli “Federico II”
Dipartimento di Scienze della Vita, Seconda Università di Napoli,
via Vivaldi 43, 81100 Caserta
e.mail: [email protected]
Studio sui cambiamenti di attività, di quantità e di
localizzazione della biomassa microbica in suoli
soggetti ad impatto antropico
La qualità ambientale di un’area può essere stimata con
l’uso di opportuni indicatori, che possono essere definiti
come strumenti in grado di rappresentare particolari
condizioni dell’ambiente. Per quanto riguarda il suolo,
risorsa naturale non rinnovabile nella scala temporale
umana, e spesso soggetta a rischio di perdita e degrado
per inquinamento e modalità d’uso scorrette, diversi
indicatori, come il pH, la respirazione del suolo, la
biomassa microbica, il C microbico, il rapporto Cmic /Corg ,
le attività enzimatiche, possono contribuire, sebbene con
importanza diversa, alla definizione di qualità del suolo.
Negli ultimi anni è, inoltre, aumentato l’interesse per la
comprensione della distribuzione dei microrganismi e
delle attività enzimatiche nelle diverse frazioni di suolo
caratterizzate dalla presenza di particelle minerali di
diversa grandezza. Quest’ultimo aspetto risulta di
particolare importanza per determinare come le
alterazioni ambientali possono modificare la struttura del
suolo e di conseguenza i micrositi di localizzazione della
biomassa microbica e degli enzimi da essa rilasciati.
Per una opportuna valutazione di questa è dunque
opportuno raccogliere informazioni relative a più indicatori
e cercare quei caratteri o indici che permettano di
individuare i limiti entro cui un suolo può essere descritto
come di buona qualità.
Il piano di lavoro prevede campionamenti di suolo in tre
diverse aree: area urbana della città di Caserta, che
risente dell’inquinamento causato prevalentemente dal
traffico veicolare; aree agricole, ma incolte da almeno 5
anni, nella valle del Solofrana, che risentono dell’impatto
da metalli pesanti derivanti dalle concerie situate lungo il
corso del torrente Solofrana; aree agricole della basso
Lazio, che subiscono trattamenti con pesticidi e
fertilizzanti.
Sui campioni di suolo si valutano diverse attività
enzimatiche, il contenuto di biomassa microbica
mediante il metodo indiretto di estrazione dell’ATP, il
contenuto di C organico, N totale nonché la presenza di
inquinanti quali i metalli pesanti (concentrazione totale e
frazione disponibile).
Le suddette analisi vengono eseguite su suolo integro e
successivamente su suolo frazionato secondo la
metodica proposta da Stemmer et al. (1998, Soil Biol.
Biochem. 30:9-17) e modificata da Kandeler et al. (1999,
Soil Biol. Biochem. 31:1253-1264).
Con i dati ottenuti dalle analisi sopra riportate si
calcoleranno una serie di rapporti che potrebbero
Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
rappresentare degli indici di qualità del suolo.
Dalle prime analisi effettuate è risultato, per quanto
concerne il suolo dell’area prescelta nella valle del
Solofrana, che la biomassa microbica e le attività
enzimatiche fino ad ora saggiate (ureasi, proteasi,
fosfatasi alcalina) sono più elevate nel campo che ha
subito l’ultima esondazione circa 22 anni fa. Ciò potrebbe
indicare un sostanziale effetto resilienza nel suolo.
Per quanto riguarda, invece, le aree agricole del basso
Lazio, i risultati ottenuti da analisi effettuate su suolo
coltivato a pomodoro mostrano un incremento dell’attività
ureasica in seguito ai trattamenti apportati. Al contrario,
la biomassa microbica incrementa subito dopo il
trattamento con i fertilizzanti, ma diminuisce
sensibilmente in seguito all’apporto di fungicidi al suolo.
Ulteriori analisi sui suoli su menzionati e sui suoli
dell’area urbana sono tuttora in corso.
nella maggior parte dei casi si traduce in bioaccumulo,
ed effetto biologico e fornisce informazioni importanti sulle
capacità difensive/adattive di ciascuna specie
nell’ambiente naturale (Focardi et al., 1998). Questo
programma di monitoraggio ha, dunque, il compito di
descrivere le Aree Marine Protette mediante strumenti
chimico-analitici (analisi dei residui) e biochimicoenzimatici (biomarker). I suoi risultati potranno essere
utilizzati per fornire informazioni sulla presenza o meno
di agenti inquinanti nelle aree marine protette italiane;
per effettuare in maniera mirata un più esteso e
approfondito controllo della valutazione della presenza
di situazioni di stress ambientale; per valutare la
variazione nel tempo della contaminazione, confrontando
i dati ottenuti con quelli di altri lavori svolti; infine per
contribuire ad individuare le zone “pulite” da valorizzare
sia dal punto di vista naturalistico che turistico.
Bibliografia
Guido Perra
Dottorato di Ricerca in Scienze e Tecnologie Applicate
all’Ambiente, Università di Siena
Dipartimento di Scienze Ambientali “G. Sarfatti”, Università di
Siena, via delle Cerchia 3, 53100 Siena
e.mail: [email protected]
Approccio integrato per lo studio della qualità
ambientale nelle Aree Marine Protette italiane
Nonostante che la prima concezione di parco marino,
laboratorio per la conoscenza del mare, fosse nata già
nella fervida mente di Leonardo da Vinci (Bellamy, 1985)
è solo con il recente riconoscimento del profondo impatto
antropico sugli ecosistemi marini che si è avuto un forte
sviluppo della politica di salvaguardia di tali sistemi. Negli
ultimi anni, infatti, in Italia, uno dei mezzi di protezione
che ha ricevuto maggiore attenzione è quello delle riserve
marine, per il ruolo strategico che rivestono nell’ambito
della gestione degli ambienti marini e a cui sono
riconosciute funzioni di particolare importanza biologica,
sociale ed economica (Allison et al., 1998; Boero et al.,
1999). In questo filone d’indagine s’inserisce il presente
progetto di ricerca, che si propone di contribuire allo studio
della qualità ambientale di ecosistemi di particolare
interesse naturalistico e protezionistico quali le Aree
Marine Protette, mediante lo sviluppo di un sistema che
permetta di integrare una serie di informazioni chimicofisico-biologiche, ottenute dai sedimenti marini
superficiali e da organismi animali rappresentativi di vari
livelli trofici, presenti in queste aree. Sui sedimenti sono
valutati i parametri chimici legati alla contaminazione
ambientale ed in particolare sono considerate alcune
sostanze xenobiotiche, eventualmente presenti
nell’ambiente acquatico. I contaminanti studiati sono gli
idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e i composti
diossino-simili, PCB compresi. Sugli organismi vengono
determinati i livelli di bioaccumulo tissutale dovuto
all’esposizione a miscele di molecole di differente origine
e il grado di alterazione a livello di funzioni e/o strutture
biologiche. La conoscenza dei livelli di concentrazione
dei contaminanti d’origine antropica risulta essere un
valido strumento per valutare sia l’eventuale rischio
dovuto alla loro tossicità che le ripercussioni sulla
funzionalità biologica dell’organismo e della popolazione.
L’applicazione di un approccio integrato, costituito da
analisi chimiche e risposte biologiche, si basa
sull’inevitabile connessione tra esposizione chimica, che
Allison G.W., J. Lubchenco, M.H. Carr. 1998. Marine reserves are
necessary but not sufficient for marine conservation.
Ecological Applications 8:79-92.
Bellamy D.J. 1985. The Evolution and the Concept of Natural
Parks. Atti del Convegno Internazionale “I Parchi costieri
Mediterranei”, Salerno Castellabate, 18-22 giugno 1973,
:757-762.
Boero, F., F. Brian, F. Micheli. 1999. Scientific design and monitoring
of Mediterranean Marine Protected Areas. CIESM
Workshop Series, 8, 64 pp.
Focardi S., M.C. Fossi, C. Leonzio, S. Aurigi, S. Casini, I. Corsi, S.
Corsolini, F. Monaci, J.C. Sanchez-Hernandez. 1998 Bioaccumulation and biomarker responses to
organochlorines, policyclic aromatic hydrocarbons and
trace metals in Adriatic sea fish fauna. Rapport
Commission Internationale sur la Mer Méditerranée
35:256-257.
Ermelinda Raffone
Dottorato di Ricerca in Biologia Applicata (Ecologia Terrestre Piante
e Suolo), Università di Napoli “Federico II”
Dipartimento di Scienze della Vita, Seconda Università di Napoli,
via Vivaldi 43, 81100 Caserta
e.mail: [email protected]
Studio delle fitoplasmosi in piante di pero e di albicocco:
eziologia, sintomatologia e trasmissione
I fitoplasmi, procarioti endofiti privi di parete cellulare di
dimensioni inferiori a quelle dei batteri, colonizzano il
floema delle piante provocando danni in centinaia di
specie vegetali di grosso interesse economico. Essi
appartengono alla classe dei Mollicutes e sono
classificabili a partire da analisi RFLP in 10 gruppi (definiti
16S rRNA) e in 15 sottogruppi. La trasmissione e la
diffusione naturale ed artificiale dei fitoplasmi avvengono
per l’azione di insetti-vettori e attraverso varie tecniche di
innesto e di propagazione vegetativa. I principali vettori di
fitoplasmosi a diffusione naturale sono insetti che
appartengono all’ordine dei Rincoti, Omotteri
Auchenorrinchi (Cicadellidi e Cixidi) e Sternorrinchi
(Psyllidi), e trasmettono i patogeni seguendo modalità di
tipo circolativo-propagativo. Nelle piante i sintomi indotti
dai fitoplasmi sono in generale ascrivibili ad accentuati
squilibri e disordini del metabolismo dei regolatori di
crescita (acido indolacetico, citochinine ed acido
gibberellico), ma il/i meccanismo/i di patogeneticità dei
fitoplasmi nei confronti delle piante, in particolare quelle
21
arboree, non sono ancora stati chiariti (Lee et al., 2000,
Ann. Rev. Microb. 54:221-255). Al fine di migliorar la
conoscenza della trasmissibilità naturale del parassita
e della sensibilità delle diverse cultivar al parassita stesso
è stato valutato il grado di diffusione in campo della
leptonecrosi, fitoplasmosi tipica del susino indotta dal
patogeno appartenente al sottogruppo 16SrX-B,
verificando le condizioni sanitarie di 18 varietà (16 cinogiapponesi e 2 europee) presenti in un campo collezione
di susino in provincia di Roma (collezione ISF- Istituto
Sperimentale per la Frutticoltura di Roma, Fiorano). Per
ogni campione fogliare è stato estratto DNA dalle nervature
principali per l’analisi PCR, sia “diretta” che “nested”, e
per l’analisi RFLP. Le analisi effettuate fino al 2002 hanno
evidenziato la presenza di infezione da fitoplasmi nel 45%
delle 61 piante controllate confermando sia la lenta ma
progressiva infezione in atto che la presenza di piante
asintomatiche che ospitano il fitoplasma rappresentando
pericolose fonti di inoculo. In questo campo ed in altri
due campi di albicocco e di susino in provincia di Caserta
(Pignataro Maggiore) dove in precedenza erano stati
reperiti campioni fogliari risultati positivi per la presenza
del fitoplasma 16SrX-B è stato inoltre verificato se era
presente il vettore della fitoplasmosi già segnalato
(Carraro et al., 1998, J. Plant Path. 80:233-239) e se altre
specie di fitofagi vettori potevano essere associate alla
diffusione della malattia. L’analisi tassonomica ha
permesso di classificare le cicadellidi reperite nei campi
di Caserta assegnandole alla specie Empoasca
decedens Paoli (Homoptera-Typhlocybinae). Inoltre, le
analisi di “nested-PCR”/RFLP hanno permesso di
individuare nei campioni di DNA estratto da alcuni
esemplari di E. decedens la presenza di fitoplasmi
appartenenti a diversi sottogruppi. In letteratura non sono
riportati precedenti studi che attestino il possibile
coinvolgimento di E. decedens Paoli nella trasmissione
di fitoplasmosi. Il fatto che l’E. decedens sia risultata
positiva a più fitoplasmi, fa supporre che possa essere
un portatore, ma che possa non trasmettere tutti i
fitoplasmi che trasporta. Occorrerà verificare con prove di
trasmissione, già in corso presso l’Istituto di Frutticoltura
di Caserta, il ruolo di questo insetto nella epidemiologia
della malattia provocata dal fitoplasma dell’European
Stone Fruit Yellows (giallume europeo delle drupacee) in
susino ed albicocco. Inoltre, verranno valutati alcuni effetti
fisiologici indotti dalla fitoplasmosi sia in piante di pero e
di albicocco conservate nei campi sopra citati sia in piante
di Vinca cresciute in vitro.
inquinanti rilasciati da impianti a gabbie a mare in Liguria,
il modello dispersivo LAMP3D è stato interfacciato col
modello idrodinamico POM. Le distribuzioni di azoto,
fosforo e carbonio organico provenienti dall’allevamento
antistante Lavagna (GE) sono state calcolate su un
dominio tridimensionale ad alta risoluzione e comparate
con i dati sperimentali disponibili. Per fornire un quadro
complessivo dei fenomeni dispersivi nelle acque costiere
della Liguria, l’indagine verrà estesa ai siti ove è possibile
posizionare in futuro nuovi impianti.
Metodi
II Lagrangian Assessment for Marine Pollution 3Dimensional model è un modello numerico a singola
particella Lagrangiana, sviluppato presso l’Università di
Genova. Ad ogni passo temporale ciascuna particella si
muove con una velocità V=U+v’, dove U è il campo dovuto
al trasporto medio, mentre v’ è una fluttuazione stocastica
che rappresenta i fenomeni turbolenti legati ai piccoli
vortici non risolti nel campo medio. Il modello
idrodinamico utilizzato è il noto Princeton Ocean Model
(Mellor, 1998). Si tratta di un modello numerico alle
differenze finite, tridimensionale, con superficie libera che
adotta l’approssimazione idrostatica e di Boussinesq e
la tecnica detta mode splitting.
Risultati e sviluppi futuri
I calcoli numerici sull’impianto di Lavagna sono in buon
accordo con i numerosi dati correntometrici della zona e
coerenti con i primi dati disponibili sui nutrienti (Doglioli
et al. , 2003). I risultati dello studio mostrano che il
materiale disciolto tende a disperdersi rapidamente e a
diluirsi in base alla corrente superficiale forzata dal vento
dominante. Il materiale particolato, feci e cibo non
consumato, rimane invece confinato nei pressi delle
gabbie, accumulandosi sul fondo. Nel breve periodo le
concentrazioni di nutrienti risultano molto basse nella
colonna d’acqua e basse nel sedimento, non superando
le soglie indicate nella valutazione di rischio (Cromey et
al., 1998). La risospensione del materiale di deposito
risulta un aspetto da considerare in futuro per effettuare
previsioni a medio-lungo termine. Inoltre si studieranno
fenomeni di stagnazione e ricircolo nelle acque costiere
dovuti alla complessità della batimetria della costa ligure.
Una mappa completa dei fenomeni dispersivi nelle
acque costiere liguri migliorerà la capacità previsionale
e l’obiettività nei processi decisionali per uno sviluppo
sostenibile della maricoltura in Liguria.
F. Rinaldi 1,4, A.M. Doglioli 2,4, M.G. Magaldi 3,4
1
Dottorato di Ricerca in Scienze Ambientali - Scienza del Mare,
Università di Genova, e.mail: rinaldi@fìsica.unige.it
2
Dottorato di Ricerca in Scienze Ambientali - Scienza del Mare,
Università di Genova, e.mail: [email protected]
3
Dottorato di Ricerca in Geofisica, Università di Genova, e.mail:
[email protected]
4
INFM, Istituto Nazionale di Fisica della Materia, Dipartimento di
Fisica, Università di Genova, via Dodecaneso 33, 16146 Genova
Indagine numerica dei fenomeni dispersivi nei siti per
impianti di maricoltura in Liguria
Introduzione
I modelli matematici costituiscono un utile strumento
nella valutazione dell’impatto ambientale della maricoltura
(Henderson et al., 2001). Per studiare la dispersione degli
22
Bibliografia
Cromey C.J., K.D. Black, A. Edwards, I.A. Jack. 1998. Modelling
the deposition and biological effects of organic carbon
from marine sewage discharges. Estuarine, Coastal and
Shelf Sciences 47:295-308.
Doglioli A.M., M.G. Magaldi, L. Vezzulli, S. Tucci. Development of
a numerical model to study the dispersion of wastes
coming from a marine fish farm in the Ligurian Sea (Western
Mediterranean). Aquaculture (submitted).
Henderson, A., S. Gamito, I Karakassis, P. Pederson, A. Small.
2001. Use of hydrodynamic and benthic models for
managing environmental impacts of marine aquaculture.
Journal of Applied Ichthyology 17:163-172.
Mellor, G.L. 1998. Users Guide for a three-dimensional, primitive
equation, numerical ocean mode. Program in Atmospheric
and Oceanic Sciences. Princeton University, Princeton.
Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
Franca Sangiorgio
Dottorato di Ricerca in Ecologia Fondamentale, Università di Lecce
Laboratorio di Ecologia, Dipartimento di Scienze e Tecnologie
Biologiche ed Ambientali, Università di Lecce, via Monteroni, 73100
Lecce
e.mail: [email protected]
Implicazioni della taglia individuale sulla struttura e
organizzazione di comunità a base detrito
Una delle aree problematiche di interesse dell’ecologia
riguarda lo studio dei meccanismi sui quali si basa la
organizzazione delle comunità. Recentemente, è stato
proposto che la mole corporea degli individui possa
intervenire nei rapporti di coesistenza tra le specie,
determinando una organizzazione gerarchica delle
comunità. La mole corporea è una caratteristica fenotipica
che influenza il bilancio energetico degli individui e,
conseguentemente, il comportamento individuale
nell’uso dello spazio, in termini di selezione, abbandono
ed efficienza di utilizzazione dei patches. L’insieme di tali
osservazioni ha portato alla determinazione di un modello
spazialmente esplicito di organizzazione di corporazioni
e comunità, in cui la coesistenza interspecifica sembra
poter essere indipendente dalla ripartizione delle risorse
utilizzate e, quindi, dalla sovrapposizione di nicchia. Tale
modello permette la formulazione di una serie di ipotesi
relative alla struttura in taglia delle corporazioni ed alle
sue variazioni, che possono essere sottoposte a verifiche
sperimentali. Infatti, le relazioni tra mole corporea e
bilancio energetico individuale permettono di formulare
dei modelli nulli di distribuzioni taglia-abbondanza, la cui
realizzazione dipende, peraltro, dai meccanismi di
organizzazione delle comunità.
All’interno di tale area problematica il lavoro di tesi si
propone di valutare l’idoneità di un meccanismo di
organizzazione delle comunità, basato su una gerarchia
di dimensioni individuali, per spiegare caratteristiche
strutturali relative a comunità acquatiche a base detrito. A
tal proposito sono state sottoposte a verifica sperimentale
alcune ipotesi derivanti dal modello di coesistenza legato
alla taglia, e cioè che: i)la struttura in taglia delle comunità
sia ad un livello gerarchico più elevato della struttura
tassonomica; ii)esista una gerarchia legata alla mole
corporea nell’uso dell’energia nei sistemi acquatici a base
detrito; iii)variazioni nella disponibilità di risorse, espresse
come funzione delle dimensioni e della produttività
dell’habitat, influenzino le specie presenti in rapporto ad
una gerarchia di dimensioni corporee. Nel primo anno di
tesi sono state sviluppate una serie di ricerche
sperimentali volte a verificare la prima ipotesi. In questo
lavoro sono presentati dati, relativi a sistemi bentonici a
base detrito, raccolti in un’area di transizione dell’Italia
meridionale, costituita da tre ecosistemi: il lago Alimini
Grande, il lago Alimini Piccolo ed il canale dello Zuddeo.
Il lavoro sperimentale è stato realizzato in un arco
temporale annuale durante il quale i macroinvertebrati
bentonici sono stati campionati con l’utilizzo della tecnica
dei pacchi fogliari.
Sono state descritte alcune caratteristiche strutturali delle
corporazioni bentoniche, quali abbondanza numerica e
composizione tassonomica, biomassa individuale e
strutture taglia-abbondanza; sono, inoltre, state analizzate
la similarità tassonomica e la similarità in taglia a diverso
livello di scala, da microlocale a scala di paesaggio,
descrivendo la loro co-vaziazione e le variazioni in rapporto
a gradienti ambientali.
I risultati ottenuti evidenziano che: a) similarità
tassonomica e similarità in taglia mostrano valori simili
su scala microlocale, ma a livelli gerarchici più alti la
similarità in taglia resta in media costante, mentre la
similarità tassonomica si porta su valori sempre più
bassi; b)i valori mediamente bassi della similarità in
taglia a livello microlocale sembrano essere dovuti ad
una bassa numerosità dei campioni, come risulta dalla
risposta funzionale di terzo tipo calcolata (F=40.65,
g.l.=2.61, P<0.05); c)esistono correlazioni tra similarità
tassonomica e similarità in taglia a ciascun livello
gerarchico che indicano oscillazioni comunque in fase,
nonostante, passando a livelli gerarchici superiori, la
struttura in taglia delle comunità a base detrito risulti
relativamente invariante rispetto alla struttura
tassonomica (t-Student test, P<0.05). L’insieme dei
risultati ottenuti sembra in definitiva, sostenere che in
corporazioni di invertebrati bentonici la struttura in taglia
possa avere un ruolo gerarchicamente superiore rispetto
alla struttura in taxa.
Silvia Tavernini
Dottorato di Ricerca in Ecologia, Università di Parma
Dipartimento di Scienze Ambientali, Università di Parma, Parco
Area delle Scienze 33A, 43100 Parma
e.mail: [email protected]
Struttura di comunità planctoniche in pozze
temporanee d’alta quota
L’argomento principale di questa ricerca è lo studio delle
comunità planctoniche, con particolare riferimento a
quelle zooplanctoniche, che caratterizzano pozze
temporanee d’alta quota. In questo lavoro sono state prese
in considerazione 9 pozze del versante settentrionale
dell’Appennino, dislocate in Val Cedra e situate lungo un
range altitudinale che va da 1596 m a 1733 m s.l.m. Gli
ambienti temporanei, cioè bacini isolati in cui l’acqua è
assente per una parte dell’anno, a causa della loro
limitata estensione e profondità, si connotano per un alto
grado di imprevedibilità e una marcata variazione delle
caratteristiche fisiche e chimiche delle acque. L’estrema
variabilità che li caratterizza ha quindi senz’altro operato
una selezione sulle biocenosi zooplanctoniche esistenti
che sono costituite, oltre che da un gruppo di specie
cosmopolite, normalmente presenti anche in ambienti
permanenti, da organismi caratteristici solo di biotopi di
acque astatiche. In generale la spiccata euritermia,
l’eurialinità, l’adozione di un ciclo biologico relativamente
breve, la formazione di stadi di resistenza, sono tutti fattori
che permettono la sopravvivenza in questo tipo di
ambienti.
Gli stadi di dormienza ed anidrobiosi generati da
tardigradi, rotiferi, copepodi ed anostraci per superare la
periodica mancanza d’acqua sono anche il mezzo grazie
al quale, inoltre, molte specie sono passivamente
disperse attraverso il vento, la pioggia, gli insetti e gli
uccelli migratori. Appare quindi evidente come l’analisi
sia delle componenti abiotiche che biotiche che
caratterizzano ambienti di acqua astatiche sia di
fondamentale importanza per capire i meccanismi che
regolano la formazione e l’evoluzione dei popolamenti
zooplanctonici in questi biotopi. Lo studio delle pozze della
Val Cedra è iniziato nel 2001 durante il periodo delle acque
aperte (maggio-novembre) ed è continuato nelle stesso
arco di tempo nel 2002. L’attività di campionamento,
23
durante la quale sono stati raccolti sia campioni di
plancton per la successiva analisi tassonomica e il
conteggio, sia campioni d’acqua per le analisi chimiche,
è stata compiuta con una frequenza tale da classificare
le pozze in funzione dell’idroperiodo e seguire tutte le fasi
di sviluppo delle comunità presenti. I risultati del primo
anno di ricerca hanno evidenziato che, generalmente, le
comunità dei corpi d’acqua indagati sono poco
complesse, come è d’altra parte da attendersi in ambienti
che si trovano a quote elevate e hanno una durata limitata.
La periodica mancanza d’acqua appare essere il fattore
chiave nel determinare la struttura delle biocenosi prese
in esame. Infatti, le pozze presentano comunità
zooplanctoniche diverse in funzione del loro idroperiodo
e anche il tempo di colonizzazione e la persistenza delle
specie si differenziano in funzione della permanenza
dell’acqua nei singoli habitat.
Luca Vitale
Dottorato di Ricerca in Biologia Applicata (Ecologia Terrestre Piante
e Suolo), Università di Napoli “Federico II”
Dipartimento di Biologia Vegetale, Università di Napoli “Federico
II”, via Foria 223, 80139 Napoli
e.mail: [email protected]
Influenza dell’intensità luminosa sui meccanismi
fotoprotettivi di tre specie di ambiente mediterraneo
Le piante degli ecosistemi mediterranei, a causa del
clima fortemente variabile nell’arco dell’anno, sono
soggette a fattori di stress quali elevate irradianze, basse
ed elevate temperature, scarsa disponibilità idrica del
suolo. Questi fattori possono limitare il metabolismo
assimilatorio del carbonio così che l’energia luminosa
assorbita risulta in eccesso (EEL). L’energia luminosa
in eccesso, rispetto a quella utilizzata nel processo
fotosintetico, può danneggiare i fotosistemi ed in modo
particolare i centri di reazione. La dissipazione termica
dell’energia di eccitazione associata al ciclo delle
xantofille ed il trasferimento di elettroni ad accettori
differenti dalla CO 2 rappresentano due importanti
processi di dissipazione dell’EEL.
Lo scopo di questo lavoro è la valutazione degli effetti
delle diverse intensità luminose sui processi di
dissipazione termica e fotochimica di tre specie di
sclerofille della macchia mediterranea: Laurus nobilis
L., Phillyrea angustifolia L. e Arbutus unedo L. Per tutto
l’intervallo d’irradianza considerato, compreso tra 200
µmol fotoni m-2s-1 e 1000 µmol fotoni m-2s-1, L. nobilis, ha
mostrato un’attività fotosintetica, a causa della bassa
conduttanza stomatica, inferiore a P. angustifolia e A.
unedo. I dati di emissione di fluorescenza hanno mostrato
che la resa quantica del trasporto elettronico del PSII
(ÖPSII) si riduce con l’aumentare dell’intensità luminosa
in tutte e tre le specie esaminate, ed ha i valori più bassi
in L. nobilis. La riduzione di ÖPSII evidenzia l’instaurarsi di
meccanismi fotoprotettivi che, pur riducendo l’efficienza
fotochimica del PSII, consentono di dissipare l’energia
luminosa assorbita in eccesso. Infatti, contemporaneamente alla diminuzione di ÖPSII è stato riscontrato
per le tre specie studiate, un incremento della
dissipazione termica dell’energia, qN, che è risultato più
elevato in L. nobilis. In questa specie la dissipazione
termica si è saturata, a differenza delle altre due specie,
intorno ad un’intensità luminosa di 800 µmol m-2s-1. Il
rapporto ÖPSII/ÖCO2, indicativo dell’efficienza d’uso degli
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elettroni nell’assimilazione della CO2, è risultato elevato,
per tutte le tre specie, indicando che parte dell’energia
assorbita viene dissipata fotochimicamente in processi
differenti dal metabolismo del carbonio. I valori più elevati
di ÖPSII/ÖCO2 evidenziati per L. nobilis denotano un maggior
impiego di potere riducente in processi diversi dalla
fissazione della CO 2. Il significativo contributo che i
meccanismi di dissipazione termica e fotochimica
forniscono alla protezione dei centri di reazione, per P.
angustifolia e A. unedo, è confermato dal fatto che lo stato
di riduzione dell’accettore stabile del PSII, QA, non eccede
0,4 indicato da alcuni autori come valore limite oltre il
quale si realizza il danno fotoinibitorio. Soltanto per L.
nobilis tale valore viene superato, in corrispondenza della
massima intensità luminosa utilizzata, evidenziando per
questa specie una maggiore suscettibilità al danno
fotoinibitorio. Ciò è in accordo con il fatto che questa
specie, a differenza di P. angustifolia e A. unedo, colonizza
in maniera preferenziale ambienti del sottobosco non
esposti ad elevate intensità luminose.
Nicola Zaccarelli
Dottorato di Ricerca in Ecologia Fondamentale, Università di Lecce
Laboratorio di Ecologia del Paesaggio, Dipartimento di Scienze e
Tecnologie Biologiche ed Ambientali, Università di Lecce, Ecotekne,
Prov.le Lecce-Monteroni, 73100 Lecce
e.mail: [email protected]
Indici multiscalari da remoto di resilienza in un
landscape
Per resilienza intendiamo la capacità di un sistema socioecologico (socioecological system, SES) di tollerare un
disturbo senza muoversi verso un diverso dominio di
stabilità controllato da un set differente di processi e
strutture (Holling, 2001). Il concetto ha livelli multipli di
significato: come metafora legato alla sostenibilità, come proprietà dei modelli dinamici e come quantità
misurabile che può essere stimata negli studi in campo
dei SES. Tuttavia poca attenzione è stata dedicata in
letteratura all’individuazione di indicatori operativi di
resilienza (Carpenter et al., 2001).
Scopo della tesi di dottorato è l’elaborazione di misure di
resilienza di habitat integrando tecnologie dei Geographic
Information System , procedure di elaborazione di
immagini da satellite e di statistica spaziale (Curran,
2001). L’area di studio è la valle del Torrente Baganza
(Provincia di Parma), espressione di un SES caratteristico
e ripetitivo dell’Appennino Emiliano in termini di gradienti
ambientali, pressioni demografiche e modalità d’uso del
suolo.
La dinamica del mosaico paesistico di habitat, identificato
sulla base dell’approccio CORINE BIOTOPES, verrà
descritta, sulla base di metriche della landscape ecology,
e comparata fra gli anni 1954, 1976, 1988 e 2000
relazionandola all’andamento del regime di disturbo
antropico derivabile dagli indicatori socio-economici dei
comuni vallivi. In particolare per tre tipologie erbacee di
habitat (prati da sfalcio, CORINE 38.2; praterie a
Brachipodium genunese, CORINE 36.334; prati secchi,
CORINE 34.3266) si effettuerà un’analisi di invarianza
dei domini scalari sulla base del calcolo della dimensione
frattale perimetrale per derivarne stime di fragilità a
posteriori (Grossi et al., 2001). Infine le modalità di
propagazione spaziale dell’ ecological change (Ares et
al., 2001), quantificato dalle variazioni in indici telerilevati
Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
elaborati da immagini Landsat TM 5 nel decennio 19902000, saranno indagate mediante variografia e
relazionate alla natura dei processi operanti nelle diverse
porzioni della bacino idrografico così come ai diversi
domini scalari per le tre tipologie erbacee di habitat.
Bibliografia
Ares J., M.E. Bertillert, H. del Valle. 2001. Functional and structural
landscape indicators of intensification, resilience and
resistance in agroecosystems in southern Argentina
based on remotely sensed data. Landscape Ecology
16:221-234.
Carpenter S., B. Walker, J.M. Anderies, N. Abel. 2001. From
Metaphor to Measurement: Resilience of What to What?
Ecosystems 4:765-781.
Curran P.J. 2001. Remote sensing: using the spatial domain.
Environmental and Ecological Statistics 8:331-344.
Grossi L., G. Zurlini, O. Rossi. 2001. Statistical detection of
multiscale landscape patterns. Environmental and
Ecological Statistics 8:253-67.
Holling C.S. 2001. Understanding the complexity of economic,
ecological, and social systems. Ecosystems 4:390-405.
25
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Ricerca Ecologica e Ambientale: Paradigmi, Teorie e Applicazioni
